Устройство для заряда аккумуляторной батареи
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (EE) 537419
Сова Советских
Социалистических
Ресау5лик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.09.75 (21) 2172459/07 (51) М Кл Н 02J 7/12
Н 01М 10/44 с присоединением заявки №
Государственный комитет
Совета Министров CGA (23) Приоритет
Опубликовано 30.11.76. Бюллетень № 44
Дата опубликования описания 03.12.76 (53) УД К 621.355.163 (088.8) ов делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения
В. Н. филатов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ
Изобрстение относится к силовой преобразовательной технике и может найти применение в устройствах форсированного заряда аккумуляторных батарей.
Для заряда аккумуляторных батарей в настоящее время широко используется заряд в режиме ступенчатого или циклического изменения зарядного тока повышенной и нормальной плотности (1). В качестве мощных зарядных устройств в этих случаях используются низковольтные управляемые выпрямители с однократным пропусканием тока через вентили (типа шестифазная звезда, двойная звезда с уравнительным реактором, кольцевая схема) .
Наиболее перспективной является кольцевая схема, выполненная на основе трехфазного трансформатора с двумя вторичными обмотками, соединенными в прямую звезду, «улевые точки которых образуют выходные зажимы устройства, а каждая фаза одной вторичной обмотки через тиристоры подсоединена к разнопменным фазам второй вторичной обмотки (2).
Реализация в этой схеме ступенчатых либо циклических программ регулирования может быть обеспечена методом фазного регулирования, Elo это приводит к усложнению системы управления, а также к снижению энергетических показателей выпрямителей при протекании малых токов (снижение коэффициента мощности, увеличение коэффициента пульсации, уменьшение к.д. п. и т. д.). Поэтому во многих зарядных устройствах предусмат5 ривается ступенчатое переключение первичной обмотки трансформатора с треугольника па звезду, что приводит к значительному усложнению системы управления и увеличению установленной мощности коммутационной ап10 паратуры.
Целью изобретения является обеспечение ступенчатого или циклического изменения зарядного тока при повышенных коэффициентах мощности, к. п. д. и пониженном коэффп15 циенте пульсации зарядного тока.
Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительными диодами, подключенными в прямом направлении между концами каждой из вторичных обмоток и нулевой точкой соответственно противоположной вторичной обмотки.
На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема предлагаемого зарядного устройства; на фиг. 2 — диаграммы напряжений и
25 токов, характеризующие работу устройства.
Устройство содержит трансформатор 1, тиристоры 2 — 7, диоды 8 — 13, дроссель 14.
Концы первичной обмотки трансформатора
1, соединенной в треугольник, образуют вход30 ные зажимы устройства, а нулевые точки
537419 двух равноценных вторичных обмоток, соединенных в прямую звезду, подключены к выходным зажимам устройства (аккумуляторной батарее 15) через сглаживающий дроссель 14, Концы каждой из вторичных обмоток подключены к двум смежным по фазе концам противоположной вторичной обмотки через основные тиристоры 2 — 7 и к их нулевым точкам — через дополнительные диоды
8 — 13, включенные в том же прямом направлении, что и тиристоры 2 — 7.
При заряде аккумуляторной батареи 15 система управления (на чертеже отсутствует) подает управляющие импульсы на тиристоры
2 — 7 (в соответствующей очередности со сдвигом по фазе на 60 ), обеспечивая режим шестифазного выпрямителя линейных напряжений вторичных обмоток, как показано на векторной диаграмме напряжений (фиг. 2,а). При включении, например, тиристора 2 образуется замкнутый контур: фаза с, тиристор 2, фаза аь дроссель 14 и аккумуляторная батарея 15.
Поскольку фазы с и а> включены встречно по напряжению, их фазовые напряжения U,, U, âû÷èòàþòñÿ, образуя линейное напряжение U,„„. Под действием разности выпрямленной части линейного напряжения У„(затем /аь, ьс и т. д.) и напряжения аккумуляторной батареи в цепи последней протекает зарядный ток повышенной плотности, регулируемый или стабилизируемый по заданной программе (см. фиг. 2,в). 11ри этом за счет того, что линейные напряжения больше фазовых, на которые подключены диоды 8 — 13, последние остаются запертыми, пока работают основные тиристоры 2 — 7.
Как только в соответствии с заданной программой требуется ступенчатое снижение зарядного тока с повышенной плотности до номинальной управляющие импульсы снимаются с основных тиристоров 2 — 7 и зарядный ток, протекающий в цепи дросселя 14 и аккумуляторной батареи 15, переходит на диоды
8 — 13. Последние отпираются, обеспечивая шестифазное выпрямление уже фазовых напряжений (см. фиг. 2,б), Под действием разности выпрямленного фазового напряжения и напряжения на клеммах аккумуляторной батареи начинает протекать ток уже пониженной величины и плотности. Поскольку этот ток мал, установленная мощность диодов 8—
13 значительно меньше установленной мощности тиристоров 2 — 7.
Поскольку снижено требование к системе фазоимпульсного управления тиристоров 2—
7, происходит значительное упрощение последней. Благодаря тому, что в режимах протекания малых зарядных токов устройство работает в нерегулируемом режиме фазного уп5
60 равлецпя тпристоров 2 — 7, а при полностью открытых диодах 8 — 13, обеспечивается увеличение коэффициента мощности устройства, повышение к. п.д. и снижение пульсаций выпрямленного тока.
При необходимости циклического изменеI0I>I тока (как показано на фиг. 2,г) вновь включаются тирпсторы 2 — 7, ток переходит с диодов па эти тиристоры, обеспечивающие вновь выпрямление линейных напряжений и т. д. Циклическое отключение и вклЮчеппе системы управления можно просто обеспечивать с помощью датчика газообразования или напряжения на клеммах аккумуляторной батареи.
Предлагаемая схема зарядного устройства не требует переделки трансформатора и проста в конструктивном исполнении. Схема дополнительно обеспечивает непрерывный зарядный ток без перехода в импульсный даже при глубоком регулировании угла включения тиристоров 2 — 7 за счет кратковременного перехода тока с этих тиристоров па диоды 8—
13, что позволяет снизить установленную мощность сглаживающего дросселя 14. Установка диодов 8 — 13 может обеспечивать также защиту тиристоров 2 — 7 от повреждений в момент выключения при наличии большого запаса электромагнитной энергии в дросселе
14 за счет перехода тока на эти диоды и погашения запасенной энергии в цепи аккумуляторной батареи.
Формула изобретения
Устройство для заряда аккумуляторной батареи, содержащее трехфазный трансформатор с двумя вторичными обмотками, соединенными в прямую звезду, нулевые точки которых через дроссель подключены к батарее, а каждая фаза одной вторичной обмотки через тиристоры подсоедипена к разноименным фазам другой вторичной обмотки, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения коэффициента мощности, к.п.д. и снижения коэффициента пульсации зарядного тока в режимах ступенчатого заряда, оно снабженодополнительными диодами, подключенными в прямом направлении между концами каждой из вторичных обмоток и нулевой точкой соответственно противоположной вторичной обмотки.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Патент Франции № 2239772, Н 01М 10/44, 1974.
2. Авт. св. № 265254, кл. Н 02М 7/12, 1966.
537419
Фиг.1
2) 4/У фиг. Z
Составитель И. Найдина
Техред Е. Петрова
Рспп ;rop В. Левятов
Корректор Л. Орлова
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 2531/15 Изд. № 1796 Тираж 882 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5