Устройство для зарядки и разрядки аккумуляторной батареи

Устройство для зарядки и разрядки аккумуляторной батареи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.01.75 (2l) 2096827/07 с присоединением заявки № (51) М. Кл. Н 02 J 7j12

Гацдьрбтва ный нбммт8т ймта Мматраа 6Ир па даяан июбратюнв

Й ОТКрЫУИЙ (23) Приоритет (43) Опубликовано 05 07 76 Бюллетень № 25 (53) УДК

621.355.164 (088.8) (45) Дата опубликования описаниж25,09.76 (72) Авторы изо15ретения

В. И. Il авлов, В. C. Егоров и В, С. Антышев (71) Заявитель (54) УСТИ ЙСТВО.ДЧЯ ЗАРЯДКИ И РАЗРЯДКИ

АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может использоваться для прове:дения формировки, тренировки и испытаний химичес-.

IKHx источников тока на емкость. !

Известные устройства для зарядки и разрядки, содержащие блок питания, блок сравнения, блок отключения и сигнализации и контрольно-обегающую

; систему, обеспечивают отключение аккумуляторов беэ . разрыва последовательной зарядно — разрядной це:пи (1),Однако процесс коммутации осуществляется без 1п ,, уменьшения тока зарядно —.разрядной цепи.

Известны также устройства для зарядки и разряд;ки аккумуляторных батарей, copepæàùèe источник

;питания, регулируемый преобразователь напряжения, 15 выполненный на базе магнитного усилителя с элементами внутренней положительной обратной связи, усилитель постоянного тока, полупроводниковый стабилизатор напряжения, блок сравнения, блок коммути руемых высокостабильных резисторов обратной связи, контрольно-сбегающую систему, узлы поэлементного отключения и узел задержки(2)3ти устройства также не предусматривают уменьшения тока заряда— разряда в моменты отключения аккумуляоров нз силовой цени. Это снижает срок службы элементов отключающего узла и вызывает необходимость использования элементов этого узла больпюй мощности.

Предлагаемое устройство с целью повышения на. дежности и уменьшения габаритов путем уменьшени» постоянной времени магнитного усилителя снабжено элементами, работающими в ключевом режиме, причем узел задержки своим входом подключен к выхо ду блока сравнения, а выходом — ко входу узла по1элементного отключения, в обмотку управления маг нитного усилителя введен резистор, включенный од,ним концом на выход усилителя постоянного тока, а другим к началу этой обмотки, указанные ключевые элементы подсоединены параллельно резисторам внутренней положительной обратной связи магнитного уси лителя, резисторам в цепи обмотки управления и сме. ,щения, а также параллельно части этих обмоток.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство регулирования тока заряда--разряда аккумуляторных батарей представляет собой эаьiêt ó,ryx систему регулирования, которая состоит из пони жающего трансформатора 1, магнитно о усилителя 2 с элементами положительной обратной связи, выпол ненными на диодах 3 — 8 и переменных резисторах 9— ! — 11, вьшрямитею. ного моста 12, выполненного по схеме Ларионова, блока 13 коммутируемых высоко20667

1 замыкании цепи заряда — разряда аккумуляторной батареи из цепи трехфазного переменного ока протекает ток через понижающий трансформатор 1, рабочие обмотки магнитного усилителя 2, s котором диоl. ды 3 — 8 и переменные резисторы 9 — 11 определяют глубину внутренней положительной обратной связи ! магнитного усилителя, полупроводниковый выпрями-: тельный мост, выполненный по схеме Ларионова 12, блок коммутируемых высокостабильных резисторов обратной связи 13, блок разрядьк сопротивлений 14,: которые коммутируютса для расширения диапазона разрядных токов (в режиме заряда блок разрядных сопротивлений шунтируется) и вккумуиято нуюЖ тарею 15.

Регулирование величины тока заряда — разряда

1 ;осуществляется с помощью коммутируемых уставок опорного напряжения 16, которое подаетса иа вход усилителя постоянного тока 17. Коллекториой нагрузкой выходного каскада усилителя постоянного тока

:являются, обмотки управления ЗН вЂ” ЗК, 4Н-4К, одна

М нз которых ЗН вЂ” ЗК шунтируется ключом 27 перед отключением аккумуляторов в режиме разряда, а ключ 26 вводит реэ ..гор 25 в цепь управления после довательно. При изменении тока выходного каскада усилителя постоянного тока изменяется ток управле.

35 ння магнитного усилителя в обмотках ЗН вЂ” ЗК, 4Н— — 4К, изменяется намагниченность сердечника магнитного усилителя, что ведет к изменению магнитного сопротивления рабочих обмоток магнитного усилителя 2 и изменению тока в цепи заряда — разряда аккущ муляторной батареи. Выбор зоны регулирования маг. нитного усилителя 2 осуществляется с помощью пере- менного резистора 21 в цепи смещения 1Н вЂ” 1К магнитного у илителя и элементов внутренней положительной обратной связи, выполненной на полупровод р никовых диодах 3 — 8 и переменных резисторах 9 — 11, которая шунтируется перед отключением аккумуляторов из цепи заряда — разряда в режиме разряда ключами 29 — 31.

5 стабильных резисторов обратной связи, блока 14 коммутируемых разрядных резисторов, аккумуляторной батареи 15, коммутируемых уставок опорног, напряжения 16„усилителя постоянного тока 17, полупроводникового стабилизатора ночряжения 18, который питает усилитель постоянного!гока 17, создает опорное напряжение 16, создает уставки напряжения устройства сравнения 19 и питает обмотки смещения1Н1К, 2Н-2К,, резистора 20, включенного в пепь начала обмотки управления 3Н н конца обмотки смещения

2К магнитного усилителя 2;! резистора 21 в цепи смещения 1Н вЂ” 1K. 2Н-2К контрольно — обегающей системы 22, блока сравнения 19, узла задержки 23, позлементно — отключающего узла 24, резистора 25 в цепи управления ЗН вЂ” ЗК, 4Н вЂ” 4К, магнитного усилителя 2, ключа 26, который шунтирует резистор 25, ключа 27, включенного параллельно обмотке управления 3H — ЗК, ключа 28, включенного параллельно обмотке смеще. ния 2H — 2K ключей 29,. 30, 31 включенных соответственно параллельно резисторам 9, 10, 11 ключа 32, ко тарый включен параллельно резистору 21 в цепи,смещения магнитного усилителя 2.

С табилизация установленных величин тока заря%Ю да — разряда осуществляется с помощью полупроводникового усилителя постоянного тока 17 с непосредственными связямивысокого коэффициента усиления,, который выполняет роль отрицательной обратной связи в замкнутой системе регулирования токов заряда— разряда.

Контроль напряжения аккумуляторов в режиме заряда — разряда осуществляется с помощью контрольно — обегающей системы 22, к вторая производит "ongy рос" аккумуляторов, Указанная цель,достигается подачей сигнала с блока сравнения, в котором сравнивается напряжение заряда — разряда аккумуляторов,с уставкои не-1 обходимого напряжения заряда — разряда на узел задержки и на элементы, работающие в режиме ключа, которые шунтируют одну из обмот к управления и вводят актичное сопротивление в цепь управления магнитного усилителя, шунтируют резистор в цепи смещения магнитного усилителя и подключают вторую обмотку в цепь смещения, шунтируют внутреннюю положительную обратную связь, выполненную на диодах и переменных резисторах в цепи рабочих обмоток магнитного усилителя, С узла задержки сиг- яе нал поступает на позлементно — отключающии узел.

С исчсзновенпем сигнала с блока сравнения элементы, работающие в режиме ключа. переходят в исходt ное состояние.

Устройство рабочастследующим образом. При ц>

При отключении аккумуляторов, например, в режиме разряда, необходимо уменьшить ток разряда н отключить аккумулятор, доспи шии нужного напряжения разряда, и потом. увеличить ток до прежней величины и продолжать разряд остальных аккумуляторов батареи, Это время определяется постояннои времени магнитного усилителя ь, которая высока по сравнению с частотой опроса аккумуляторов. Частота опроса аккумуляторов s батарее определяется крутизной характеристики спада напряжения аккумулятора в конце его разряда. От величины постояннои времени магнитного усилителя зависит надежность и габариты поэлементно — отключающего узла. Задача состоит в том, чтобы " меньшить постоянную времени C перед отключением аккумуляторов из цепи заряда — разряда, а следовательно, в ускоренном уменьшении зарядно — разрядного тока и после отключения аккумуляторов иэ цепи заряда-разряда, а следовательно, в ускоренном увеличении зарядно — разрядног тока, Отключение аккумуляторов в режиме заряда

;по достижении ими зарядного напряжения осуществляется по окончании переменного цикла заряда, так как крутизна характеристики напряжения заряженного аккумулятора практически не изменится во времени.

Отключение аккумуляторов в режиме разряда необходимо производить с большей скоростью, так как крутизна характеристики напряжения во времени и конце разряда аккумулятора достаточно велика.

L-.. 5

152

В предлагаемом изобретении отключение аккумуляторов в режиме разряда осуществляется в следующем порядке: сигнал с контрольно — обегающей систе мы 22 поступает на блок сравнения 19,"где сравнива- ется с напряжением уставки разряда аккумулятора.

С блока сравнения 19 сигнал 0 поступает через узел задержки 23 на позлементно — отклю ающий узел 24, который отключает аккумулятор из цепи разряда в

,батареи 15. !

; Одновременно сигнал О, с блока сравнения пос"гупает на ключ 26, который вводит резистор 25 в цепь правления магнитного усилителя, уменьшая ток уп,1равления, на ключ 27, который шунтирует одну иэ обмоток управления ЗН вЂ” 3K, ключ 28 вводит вторую аэбмотку 2Н вЂ” 2К в цепь смещения; ключи 29 — 31 шун тируют резисторы 9 — 11, определяющие глубину внутренней положительной связи магнитного усилителя, на ключ 32, который шунтирует резистор. 21 в цепи . смещения магнитного усилителя.

Происходит следующий процесс. Известно, что

t инерционность магнитного усилителя характеризует

;постоянная времени С,величина которой пропорцио нальна индуктивности в цепи управления и обратно

;пропорциональна активному сопротивлению в цепи ,управления магнитного усилителя.

Внутренная положительная обратная связь маг-: б

0667 этому увеличиваются ампер-витки цепи смещения,и ток

1 смещения стремится к величине тока управления, но

Ic обратным знаком и запирает магнитный усилитель.

Величина времени узла задержки 23 равна г;.ремепи перехода мапппного усилителя из открытого

Ь., состояния и закрытое.

Сигнал с узла задержки 23 поступает на поэле, ентно — отключающий узел 24, который отключает ный аккумулятор, и одновременно поступает на олок сравнения 19 и снимае11 сигнал n . Следовате ьЮ но, кшочи переходят в исходное состояние, т.е. ключ 26

1 .шунтирует резистор 25, а ключ 27 вводит обмотку

1 ЗН-ÇK, т.е. увеличивает ампер — витки цепи управле-, ния; ключи 29, 30, 31 вводят положительную внут- ; реннюю обратную связь магнитного усилителя;

15 ключ 28 шунтирует обмотку смещения, т.е. уменыпает ампер — витки цепи смещения, ключ 32 вводит резйстор 21 в цепь смещения. Магнитный усилитель переходит в исходное состояние с малой постоянной време ни

Использование предлагаемого устройс",ва регуирования тока заряда — разряда аккумуляторных батарей позволяет увеличить надежность работы элсментов поэлементно — отключающего устроиства, уменьшить нх вес, габариты, стоимость в сравнении с существующими. нитного усилителя на диодах 3 — 8 и резисторах 9 — 11 уменьшает постоянную време и Г магнитного усили;геля, хотя индуктивность магнитного усилителя увеличивается,но в меньшей степени, чем рост коэффициента усиления. При снятии сигнала управления и 1ф смещения ток холостого хода магнитного усилителя

1 . остается большим:

Х.ос. = —

;Х .=3B ос

Ю

:где > — ток холостого хода с обратной связью;

3 — ток холостого хода без обратной связи;

К вЂ” коэффициент обратной связи.

ХХ ос

Следовательно, необходимы большие ампер — вит ки смещения при снятии сигнала управления для эапира- 19 ния магнитного усилителя, и, соответственно, велика будет постоянная времени магнитного усилителя C ..

В предлагаемом устройстве закрытие и открытие, 1 магнитного усилителя в момент отключения а скумуняторов происходит с малой постоянной времени С магнитного усилителя в широком диапазоне измене ния рабочего тока, а именно: ключ 26 вводит резис тор 25 в цепь управления, уменьшая ток управления, ключ 27 шунтирует обмотку 3H — ЗК в цепи управления, уменьшая индуктивность цепи управления, об- щ1 мотка 4Н вЂ” 4К остается в цепи управления, что ускоря ет обратный переход магнитного усилителя в откры тое состояние после отключения аккумулятора. Ключи 29, 30, 31, шунтируя резисторы 9, 10, 11, убирают положительную обратную связь, т.е. коэффициент у внутренней положительной обратной связи К ста3 новится равным нулю, а ток "J стремится к хХос

Э

Ключ 28 вводит еще,.дну обмотку 2Н вЂ” 2К в цепь ! смещения, а ключ 32 шунтируе1 резистор 21, благодаря 46

Формула изобретения !

1

Устройство для зарядки и разрядки аккумуляторной батареи, содержащее источник питания, ре гулируемый преобразователь напряжения, выполнен, ный на базе магнитного усилителя с элементами внутренней поло;..ительной обратной связи, усилитечь, постоянного тока, полупроводниковый стабилизатор ! напряжения, блок сравнения, блок коммутируемых высокостабильных резисторов обратной связи, кон1 трольно — обегающую систему,узел лоэлементлого отключения и узел задержки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и у иень- . шения габаритов, оно снабжено элементами, работающими в ключевом режиме, причем узел задерж ки своим входом подключен к выходу блока срав*

1 пения, а выходом — ко входу узла поэлементного

1 отключения, в обмотку управления магннтного усиI лителя введен резистор, в кл юче нный ошш м к опцо м ( на выход усилителя постоянного тока, а другим к

1 началу этой обмотки, указанные ключевые элементы подсоединены паралл"льно резисторам внутренпей положительной обратной связи магнитного уси лителя, резисторам в цепи обмоток управления и .смещения, а также параллельно части эгих обмоток.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1. "Новые втоматические эарнлно — разрядные

11 и контрольные устройства для аккумуляторов, изд. "Москва",1962 г., стр. 63 — 72.

2. Журнал "Технология электротехнического ,!

«производства", 1970 г., вьш. 20., стр. 33 — 34.

5206á7

Составитель И. Иайдина

Техред А. Демьянова, Корректор Н. Ковалева, Ьдактор В. Фельдман

Заказ 3021a/233

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 882 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауьнская наб., д. 4/5