Устройство для разогрева и заряда стартерной аккумуляторной батареи

Устройство для разогрева и заряда стартерной аккумуляторной батареи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗОГРЕВА И ЗАРЯДА СТАРТЕРНОЙ АККУМУЛЯ ТОРНОЙ БАТАРЕИ, содержащее выходные клеммы для подключения аккумуляторной батареи, питающий трансформатор, вторичная обмотка которого со средней точкой соединена с двухполупериодным неуправляемым выпрямителем, катоды вентилей которого подключены к выходной клемме положительной полярности, отличающееся тем, что с целью упрощения и автоматизации процесса разогрева переменным током и стабилизации зарядного тока в заданных пределах , в устройство введены управляемый вентиль, блок управления этим вентилем, реле, транзистор, резонансный фильтр, элемент максимальной токовой защиты и щунт, включенный в цепь зарядного тока батареи со стороны отрицательной выходной клеммы , причем управляемый вентиль включен встречно-параллельно одному из вентилей выпрямителя, блок управления подключен к цепи управляющий электрод-анод управляемого вентиля через последовательно включенные размыкающие контакты реле и элемента максимальной токовой защиты, i реле соединено с анодом другого вентиля (Л выпрямителя и с коллектором транзистора, эмиттер-базовый переход которого через резонансный фильтр подключен к щунту, а элемент максимальной токовой защиты включен между средней точкой вторичной обмотки трансформатора и шунтом. 1C со Ю 4;:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5D Н 01 М 10/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3301959/24-07 (22) 17.06.81 (46) 15.0?.83. Бюл. № 26 (72) И. Г. Вознесенский, В. А. Королев, Ю. С. Смирнов и Л. Е. Рывкина (71) Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственный институт (53) 621.355.1 (088.8) (56) 1. Бирюк К. И. и др. Электрообогрев стартерных свинцовых аккумуляторных батарей от постороннего источника электроэнергии. — В кн: Химические и физические источники тока, вып. 4(40), 1975, с. 15 — 17.

2. Патент Японии № 53-44652, кл. 5701

1978. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗОГРЕВА

И ЗАРЯДА СТАРТЕРНОЙ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ, содержащее выходные клеммы для подключения аккумуляторной батареи, питающий трансформатор, вторичная обмотка которого со средней точкой соединена с двухполупериодным неуправляемым выпрямителем, катоды вентилей которо„,SU„„1029274 A

ro подключены к выходной клемме положительной полярности, отличающееся тем, что с целью упрощения и автоматизации процесса разогрева переменным током и стабилизации зарядного тока в заданных пределах, в устройство введены управляемый вентиль, блок управления этим вентилем, реле, транзистор, резонансный фильтр, элемент максимальной токовой защиты и шунт, включенный в цепь зарядного тока батареи со стороны отрицательной выходной клеммы, причем управляемый вентиль включен встречно-параллельно одному из вентилей выпрямителя, блок управления подключен к цепи управляющий электрод-анод управляемого вентиля через последовательно включенные размыкающие контакты реле и элемента максимальной токовой защиты, реле соединено с анодом другого вентиля выпрямителя и с коллектором транзистора, эмиттер-базовый переход которого через резонансный фильтр подключен к шунту, а элемент максимальной токовой защиты включен между средней точкой вторичной обмотки трансформатора и шунтом.

1029274

Изобретение относится к автотракторной технике, а именно к системам электропитания автотракторной техники, и может быть использовано при эксплуатации автотракторной техники в условиях низких температур.

Известны устройства как для наружного так и для внутреннего нагрева стартерных аккумуляторных батарей„представляющие собой изолированные нагревательные элементы, которые помещают в электролит или устанавливают вне аккумуляторной батареи (1).

Эти устройства обладают непроизводительными тепловыми потерями и не позволяют одновременно проводить заряд аккумуляторных батарей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство, предназначенное для заряда и одновременного нагрева аккумуляторов, например стартерных аккумуляторных батарей. Аккумуляторы делятся поровну на две группы со встречным включением. Заряд аккумуляторов производится от источника постоянного тока, содержащего трансформатор, подключенный к одно- или трехфазной силовой сети, и вентилей, образующих два выпрямителя с мостовыми схемами. Переменный ток для нагрева аккумуляторов подается от однофазного источника переменного тока промышленной частоты. Ток нагрева регулируется переменным резистором. Нагреватель и выпрямитель для каждой из групп аккумуляторов могут включаться независимо, что дает возможность проводить заряд в оптимальном режиме (2).

Однако это устройство не обеспечивает автоматического управления разогревом и зарядом аккумуляторных батарей, так как в электрической цепи разогрева находится переменный резистор с возможностью регулирования силы тока вручную в зависимости от типа аккумуляторных батарей и температуры окружающей среды. Наличие переменного резистора приводит также к потере мощности на резисторе при больших токах разогрева. Существенным недостатком указанного устройства является также то, что оно позволяет разогревать только четное число аккумуляторных батарей для компенсации постоянной составляющей в цепи разогрева. Кроме того, наличие в известном устройстве двух трансформаторов, а также двух схем выпрямления усложняет конструкцию, увеличивает ее объем и уменьшает надежность. Уменьшает надежность устройства также наличие большого количества переключающих элементов.

Целью изобретения является упрощение и автоматизация процесса разогрева переменным током и стабилизация зарядного тока в заданных пределах.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для разогрева и заряда стартерной аккумуляторной батарей, содержащее питающий трансформатор, вторичная обмотка которого со средней точкой соединена с двухполупериодным неуправляемым выпрямителем, катоды вентилей которого подключены к клемме аккумуляторной батареи положительной полярности, введены управляемый вентиль, блок управления этим вентилем, реле, транзистор, резонансный фильтр, элемент максимальной токовой защиты и шунт, включенный в

1 цепь зарядного тока батареи со стороны клеммы отрицательной полярности, причем управляемый вентиль включен встречно-параллельно одному из вентилей выпрямителя, блок управления подключен к цепи управляющий электрод — анод управ 0 ляемого вентиля через последовательно включенные размыкающие контакты реле и элемента максимальной токовой защиты, реле соединено с анодом другого вентиля выпрямителя и с коллектором транзистора, эмиттер-базовый переход которого через резонансный фильтр подключен к шунту, а элемент максимальной токовой защиты включен между средней точкой вторичной обмотки трансформатора и шунтом.

На фиг. 1 представлена принципиальная

З0 схема устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма работы предлагаемого устройства.

Предлагаемое устройство состоит из однофазного питающего трансформатора 1 с отпайками на первичной обмотке (для

Ç5 регулирования вторичного напряжения) и вторичной обмоткой с выведенной средней точкой, неуправляемых вентилей 2 и 3 двухполупериодного выпрямителя, управляемого вентиля 4, включенного встречно-парал4 лельно вентилю 3, измерительного шунта 5, резонансного фильтра 6 переменного тока, полупроводникового триода 7, реле 8, размыкающего контакта 9 реле, блока 10 управления управляемым вентилем 4, аккумуляторной батареи 11, элемента макси4s мальной токовой защиты 12, переключателя отпаек 13, размыкающего контакта 14 элемента максимальной токовой защиты.

Встречно-параллельное включение вентилей 3 и 4 компенсирует постоянную составляющую при разогреве, что позволяет разогревать одну и более аккумуляторных батарей. В качестве вентилей могут использоваться диоды, в качестве управляемого вентиля — тиристор или любой другой полностью управляемый переключатель.

Аккумуляторные батареи соединяются последовательно друг с другом и подключаются в,соответствии с полярностью к зажимам «+» и «-» устройства. При помощи 1029274

2g, з . г,р ВНИИПИ Заказ 4991/52 Тираж 703 Подписное

Филиал ППП «Патент», r Ужгород, ул. Проектная, 4 переключателя отпаек 13 устанавливается соответствующее суммарному номинальному напряжению включаемых на разогрев и заряд аккумуляторных батарей число витков первичной обмотки питающего трансформатора 1. Переменное напряжение вторичной обмотки трансформатора 1 выпрямляется при помощи неуправляемых вентилей 2 и 3 двухполупериодного выпрямителя И подается на аккумуляторные батареи

11. При низких температурах падение постоянной составляющей на шунте 5, включенном в цепь заряда мало и триод 7 в цепи реле 8 закрыт, реле при этом питания не получает и его контакт 9 в цепи управляющего электрода тиристора 4- замкнут. Управляемый вентиль 4 открывается и обеспечивает прохождение переменного импульсного тока через батарею, которая вызывает ее разогрев. Повышение температуры электролита аккумуляторной батареи вызывает увеличение. зарядного тока, который по мере заряда батареи снижается.

Падение напряжения от протекающего зарядного тока на шуите 5 через резонансный фильтр 6 подается на базу полупроводни-кового триода 7. Резонансный фильтр пре- 25 пятствует прохождению переменных сос- . тавляющих тока через базовую цепь триода 7 и обеспечивает свободное прохождение постоянной составляющей. При больших значениях зарядного тока падение напряжения на измерительном шунте 5 возрастет, обеспечивая отпирание триода ?.

В этом случае реле 8 сработает и контакт 9 этого реле разомкнется. Управляемый вентиль при этом не получает отпирающих импульсов от блока 10 управления. При этом разогрев батареи прекращается до тех пор, пока батарея 11 не зарядится до насыщения, соответствующего ее температуре. Когда зарядный ток аккумуляторной батареи снизится до определенного значения (это значение зависит от величины 4п сопротивления шунта 5 и чувствительности полупроводникового триода 7), триод 7

I тр а закроется и прервет питание реле 8, которое закроет свой контакт 9 в цепи управляющего электрода управляемого вентиля

4. Управляемый вентиль 4 открывается каждый отрицательный полупериод (по отношению к неуправляемому вентилю 3) и обеспечивает протекание переменного тока через аккумуляторные батареи, который вызывает их разогрев.

На фиг. 2 изображена кривая 15 изменения зарядного тока во времени: кривая

16 изменения температуры электролита аккумуляторных батарей во времени; кривая 17 изменения переменного импульсного тока разогрева во времени.

При работе устройства от момента включения до 1 происходит разогрев аккумуляторной батареи от начальной температуры до температуры t>. При этом возрастает ток заряда до значения, при котором разогрев отключается из-за включения реле 8 в связи с отпиранием триода 7. С ростом температуры возрастает зарядный ток и переменный ток разогрева вследствие снижения удельного сопротивления электролита. 3а время от г, до Т> происходит заряд аккумуляторной батареи без ее разогрева, ток заряда постепенно снижается и разогрев вновь включается в момент времени

Далее циклы разогрева и изменения зарядного тока повторяются до тех пор, пока ток разогрева не достигнет значения, соответствующего заданной конечной температуре t При этом значении тока разогрева срабатывает максимальная токовая защита 12, настроенная на величину этого тока. Максимальная токовая защита разомкнет свой контакт 14 в цепи управления управляющим вентилем 4, отключая устройство (фиг. 1).

Применение предлагаемого устройства позволяет улучшить эксплуатацию автотракторных аккумуляторных батарей и обеспечит надежный запуск двигателей внутреннего сгорания в условиях низких температур.