Устройство для заряда и разряда групп аккумуляторных батарей

Устройство для заряда и разряда групп аккумуляторных батарей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

о п и с 1.й"- и"е

ИЗОбРЕТЕНИ Я

011655026

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву 372601 (22) Заявлено 10.09.76 (21) 2404910/24-07 с присоединением заявки J4 (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.79. Бюллетень Ке 12 (45) Дата опубликования описания 30.03.79 (51) M. Кл."Н 02J 7/36

Государствеииый комитет (53) УДК 621.355.1 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Ю. И. Охрименко, Ю. М. Хашев, Л. М. Кошелев, Н. П. Гринько и А. Ф. Иванченко (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА И РАЗРЯДА ГРУПП

АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕИ

Изобретение относится к области эксплуатации аккумуляторных батарей.

Известно устройство для заряда и разряда групп аккумуляторных батарей по основному авт. св. М 372601, содержащее ис- 5 точник зарядного тока, нагрузку, выключатель с контактными группами, резисторы и коммутирующие полупроводниковые элементы. В качестве полупроводниковых элементов, соединяющих в последовательную 10 цепь группы аккумуляторных батарей, использованы стабилитроны (или вентили и противоэлементы). Кроме цепей нагрузки и последовательно соединенных аккумуляторов имеются параллельные цепи, состоя- 15 щие из последовательно соединенных батарей и соответственно резисторов, вентилей, контакта выключателя, и балластная цепь, состоящая из двух резисторов, вентиля и контакта выключателя. 20

Известное устройство не позволяет полностью использовать энергию аккумуляторных батарей при их работе в качестве резервного источника питания в случае аварии генератора. Время резервного питания 25 от аккумуляторов значительно сокращается за счет потери напряжения на полупроводниковых элементах, соединяющих группы аккумуляторных батарей в последовательную цепь. Наличие балластной цепи, обра- 30 зуемой резисторами и вентилями, снижает

КПД устройства, так как протекающий по этой цепи ток затрачивается на нагрев резисторов. Кроме того, в известной схеме используются в качестве полупроводниковых элементов стабилитроны или вентили и противоэлементы, что усложняет изготовление устройства и его конструкцию.

Целью изобретения язляется повышение эффективности использования аккумуляторов, увеличение времени резервирования питания нагрузки, повышение надежности работы и снижение потерь мощности источника зарядного тока.

С этой целью устройство для заряда и разряда групп аккумуляторных батарей снабжено двумя дополнительными группами аккумуляторов и двумя реле, одно из которых включено на напряжение всех групп аккумуляторов, а другое — на напряжение источника зарядного тока, причем дополнительныс группы аккумуляторов соединены последовательно через размыкающие контакты первого реле и подключены параллельно коммутирующему полупроводниковому элементу, включенному последовательно с основными группами аккумуляторных батарей чср.з размыкающий контакт второго реле.

655026

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит нагрузку 1, источник зарядного тока 2, коммутирующий полупроводниковыи элемент (вентиль 3), спаренный выключатель с контактными группами 4, 5, коммутирующий полупроводниковый элемент (вентиль 6), основныс груIIпы аккумуляторных оатарсй 7, Ь, коммутирующии элемент (вентиль 9), резисторы 10, I l, дополнительные группы аккумуляr oðorr

12, 13, реле 14 с размыкающим и замыкающим контактами io u lu и реле 17 с замыкающим и размыкающим контактами

18, 19.

11ри одновременном подключении нагрузки 1 и источника зарядного тока 2 образуется шесть параллельных цепей. Ilериая цепь — питание нагрузки l от источ ика 2:

«+» источника зарядного тока 2, вентиль 3, нагрузка 1, контакты 4 спаренного выключателя, вентиль 6, контакты о выключателя и «минус» источника зарядного тока 2.

Вторая цепь — питание нагрузки l от основных аккумуляторных групп / и 8: «- -» аккумуляторнои группы 7, нагрузка 1, контакт 4 выключателя, аккумуляторная группа 8, вентиль 9, нормально замкнутые контакты 19 (реле 17), «минус» аккумуляторной группы 7. Ilo этой цепи питается нагрузка в случае аварии источника зарядного тока или снижения его напряжения ниже критического. В этом случае реле 17 отпускает якорь и контакты l9 размыкаются.

Третья цепь — питание нагрузки 1 or всех аккумуляторов основных 7, 8 и дополнительных 12, 18. «Плюс» аккумуляторнои батареи 7, нагрузка 1, контакт 4 выкл очателя, аккумуляторы 8 и 13, нормально замкнутые контакты 15 (реле 14), аккумуляторы 12 и «минус» аккумуляторной батареи 7.

Четвертая цепь — заряд основных 7 и дополнительных 12 групп аккумуляторных батарей: «плюс» источника 2, вентиль 3, аккумуляторные батареи 7 и 12, резистор 10, контактная группа 5 выключателя, «минус» источника 2.

Пятая цепь — заряд основных 8 и дополнительных 13 аккумуляторных батарей:

«плюс» источника 2, резистор 11, аккумуляторные батареи 13 и 8, вентиль б, контактная группа 5, «минус» источника 2. Цепи четвертая и пятая включены параллельно и служат для заряда всех аккумуляторных групп от источника зарядного тока 2.

Шестая цепь — балластная: «плюс» источника 2, резистор ll, дополнительные аккумуляторы 13, вентиль 9, нормально замкнутые контакты 19 (реле 17), дополнительные аккумуляторы l2, резистор l0, контакт 5 выключателя, «минус» источника 2.

Элементы балластной цепи: вентиль 9 и нормально замкнутые контакты 19 исноль5

20 э

3и

Зб

50 ,1Д

4 зуются при работе устройства только в режиме при питании нагрузки от основных аккумуляторов, в других режимах работы балластная цепь контактами 19 разомкнута. Реле 14 включено на напряжение аккумуляторов, а реле 17 на напряжение источника зарядного тока. Реле отрегулированы так, что напряжение выключения реле 14 ниже, чем у реле 17. Контакты 15 (релс 14) и 19 (реле 17) обеспечивают последовательное соединение соответственно обеих групп и только основных аккумуляторных батарей. Кроме того, контакты 19 выключают балластную цепь. Контакты 16 (реле

14) и 18 (реле 17) обеспечивают селективность переключения цепей аккумуляторов.

При испюользовании устройства возможны три режима работы.

Первый режим. Включен и работает источник зарядного тока. В этом случае реле

17 срабатывает, замыкает контакты l8 в цепи питания реле 14 и размыкает контакты 19 в балластной цепи. Реле 14 включается, блокируется своим контактом 16 и размыкает нормально замкнутые контакты

l5, обеспечивая тем самым включение обеих групп аккумуляторных батарей на зарядку (четвертая и пятая цепи). В этом режиме от источника зарядного тока при нормальной его работе одновременно питается нагрузка и заряжаются все аккумуляторы.

Второй режим. Напряжение источника зарядного тока упало ниже критического и не обеспечивает нормального питания нагрузки. В этом случае сила тока в цепи реле 17 упадет ниже порогового уровня и отпустит якорь, контакты 18 разомкнутся, а контакты 19 замкнутся и образуют цепь из последовательно включенных основных аккумуляторных групп 7 и 8, от которых в этом режиме получит питание нагрузка 1.

Реле 14 будет удерживать свой якорь в притянутом положении, так как контакты 16 остаются замкнутыми, а контакты 15 разомкнутыми. При снижении напряжения на основных аккумуляторных группах 7, 8 ниже допустимого предела реле 14 отпустит якорь, контакты 16 разомкнутся, а контакты 15 замкнутся, в результате чего к основным аккумуляторам будут подключены дополнительныс 12, 13. Таким образом питание нагрузки не будет нарушено. Подключение последовательно к основным дополнительных аккумуляторов позволяет снять с основных практически полную емкость, допустимую для определенного режима разряда. Это позволяет повысить степень использования емкости аккумуляторов, а следовательно, и увеличить продолжительность питания нагрузки в аварийном режиме. Хотя при подключении дополнительных аккумуляторов к основным напряжение в цепи нагрузки поднимется, реле l4 нс сработает, так как контакты 16 блокировочныс и 18 (реле 17) рабочие будут разомкнуты, 655026

Третий режим. Отключен или не работает источник зарядного тока. Питание нагрузки будет осуществляться от основных и дополнительных аккумуляторов через нормально замкнутый контакт 15 (реле 14), потому что в этом режиме оба реле не работают. Количество дополнительных аккумуляторов определяется из условий обеспечения времени резервирования питания и режима разряда аккумуляторов, обеспечивающих максимальное использование их емкости.

Таким образом, экономический эффект, получаемый от применения предлагаемого устройства, состоит в том, что повышается степень использования аккумуляторов, повышается коэффициент полезного действия их, а следовательно, и увеличивается время резервирования питания нагрузки. Кроме того, в предлагаемом устройстве не расходуется энергия на нагрев элементов балластной цепи (резисторов).

Как следует из описания, автоматическое переключение групп аккумуляторных батарей с параллельного соединения при заряде в последовательное при разряде происходит в случае уменьшения напряжения зарядного источника ниже определенной величины или полного его исчезновения.

При этом сначала переключаются в последовательную цепь основные аккумуляторы групп аккумуляторных батарей, затем по достижении напряжения на нагрузке заданной величины на разряд последовательно к основным аккумуляторам подключаются дополнительные.

Количество дополнительных аккумуляторов определяется из условия предотвращс5

35 ния возникновения перенапряжения на нагрузке при аварийном разряде групп аккумуляторных батарей и рассчитывается по формуле где Ж вЂ” общее количество аккумуляторов в группах батарей;

U, — напряжение на аккумуляторе в конце заряда;

U, — напряжение на вентиле в прямом направлении;

U,— максимально возможное напряжение источника зарядного тока.

Формула изобретения

Устройство для заряда и разряда групп аккумуляторных батарей по авт. св.

Хо 372601, отл ич а ющееся тем, что, с целью повышения эффективности использования аккумуляторов, увеличения времени резервирования питания нагрузки, повышения надежности работы и снижения потерь мощности источника зарядного тока, оно снабжено двумя дополнительными группами аккумуляторов и двумя реле, одно из которых включено на напряжение всех групп аккумуляторов, а другое на напряжение источника зарядного тока, причем дополнительные группы аккумуляторов соединены последовательно через размыкающие контакты первого реле и подключены параллельно коммутирующему полупроводниковому элементу, включенному последовательно с основными группами аккумуляторных батарей через размыкающий контакт второго реле.

Составитель И. Найдина

Редактор В. Девятов Техред Н. Строганова Корректор И. Позняковская

Заказ 189/10 Изд. № 217 Тираж 865 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр, Сапунова, 2