Устройство для автоматического контроля напряжения гальванических элементов и батарей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

.Щ 66347

СССР

Класс 2lb. 2баз

=*

Й

ОП 4СAH И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Б а СССР

E.Г" ::. .CQ!C.", ;. .: Y,pl!ò !,.,.- -.,il

I . в »ii11 3

А. А. Белоруссов

УСТРОЙСТВО ДЛЯ. АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

НАПРЯЖЕНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ЗЛЕМЕНТОВ И БАТАРЕЙ аявле:.и 6 сентября !940 тода в 11û:кзгиэлсктрсптоги за М 36053 (303146) с присоелинениеги заявки от 7 фев1:аля 194I г. за М 40540 (304525) Онублин1звано 31 гиая 1946 г.

Обычным icIIGeобом,пр1оверки на заводах э. д. с. элементов после сборки и спайки батареи (до заливки смолкой) является применение вольтметров или,простейших приспособлений (например, вольтметров с компенсацией). несколько ускоряющих процесс проверки.

Вследствие черезвычайной трудоемкости этого спо"оба контроля. для его ускорения обычно огран,:.1ива1отся посекционным контролем, т. е. проверяется не э. д, с. каждого элемента, входящего в батарею, а суммарная э. д, с. группы элементов. При этом, очевидно, легко может остаться необнаруженным дефектный элемент, так как даже при его iíàличи и суммарная э, д. с. секции может иметь нормальну1о величину за счет повышенной э. д. с. остальных входящих в нее элементов, Испытание элементов и батарей на емкость производится в основном путем разряда iHB постоянное сопротивление с производством периодичесиих замеров и с последу1сщю определением емкости путем соответствующих расчетов или планиметрирования разрядHbIx кривых.

Способ этот трудоемок и требует наличия значительного числа обслуживающего персонала на испыта те льн ы х станциях.

Разряд элементов с учетом емкости счетчиками амперчасов (обычно электролитическими) применяется крайне редко, так как при этом также приходит ся просизводить периодические замеры напряжения разряжаемых элементов (или батарей), чтобы зафиксировать конец разряда и правильно определить емкость.

Значительно более эффективным является способ испытания элементов и батарей путы противовключения источника тока стандартного напряжения и регулировкой силы разрядного тока.

Предлагаемое устройство базируется на этом способе контроля и в нем контролируемые гальванические элементы батареи поочередно подключаются коммута вором, приводимым во вращение электродвигателем, к компенсирующему источнику тока эталонного напряжения.

Основной особенностью предла-, гаемого автоматического устройства для контроля напряжения гальванических элементов и батарей являет№. 66347 ся применение приспособления, авто матически выключающего счетчик, учитывающий продолжительность разряда, при разряде соответствующего испытуемого элемента ниже установленного, предела, На чертеже фиг. 1; и, 2 изображают предлагаемое устройство в двух вариантах, фиг. 3 и 4 показывают отдельные узлы устройства (автоматический регулятор силы разрядного тока и компенсирующее устройство) в случае использования

его для контроля батарей.

В предлагавмом устройстве все иопытуемыв элементы № 1, № 2... включаются последовательно (подключаются к постоянной, смонтированной на испытательном стенде, схвме посредством штепсельных соединений, что обеспечивает удобство обслуживания и быстроту замены разрядившихся до,предела элементов). При достаточно большом числе элементов (200 †2 штук) группа элементов непосредственно подключается к автоматическому регулятору, в изображенном же на чертеже случае, ввиду малого числа иопытуемых элементов, — последовательно с ними включается вспомогательный источник энергии (стабилизированный выпрямитель), имеющий на пряжение

200 вольт.

Для автоматического регулирования силы разрядного ток а служит устройство, состоящее из шести параллельно, включенных ламп (триодов) 1, на сетки которых,подается смещение с постоянного сопротивления 2 и батареи малой емкости 3. Через сопротивление 2 протекает анодный ток «управляющего» триода 4, включенного параллельно нагрузочно му сопротивлен ию 5. На сетку этого триода лсдается отрицательное смещение, .равное разности между напряжением батареи 6 и падением напряжения на сопротивлениями 7, включвнном последовательно с батареей

8 и параллельно триоду 4 и нагрузочному сопротивлению 5. Элементы схемы подобраны так, что при нормальной величине разрядного тока и минимальном напряжении разряжаемой группы элементов смещение на сетках регулирующих ламп

1 близко к нулю и падение напряжения в них невелико.

Весьма малому изменению (увеличению) тока через нагрузочное сопротивление 5 соответствует, ьследствив наличия компенсирующей батареи 8 и сеточной батарви б, резкое изменение величины смещения на сетке управляющего триода 4. При этом резко возрастают его анодный ток, величина падения напряжения на сопротивлении 2 и отрицательное смещение па сетках регулирующих ламп 1 и, следовательно, увеличивается сопротивление последних. Таким образом даже для небольшого изменения разрядного тока, так как он определяется именно током через нагрузочное сопротивление (токи через управляющий триод 4 и компенсационную батарею 8 весьма малы), необходимо значительное изменение подводимого к схеме напряжения и, наоборот, большим колебаниям подводимого напряжепия соответствуют малые колебания тока. Предварительные расчеты показали, что при применении ламп

ТО-143 (рвгулирующее зввно),и

6-Ф-5 (управляющее звено) .может быть получена стабильность тока (с точностью —, 2%) в течение всего времени разряда и при возможных колебаниях напряжения дополнительного источника энергии.

Для контроля за работой установки предусмотрены измврительныв приборы — вольтметр и миллиамперметр. Приборы могут быть постоянно включены в схему или для их включения могут быть предусмотрены соответствующие гнез,да.

Для автоматической сигнализации, в случае уменьшения разрядного тока более, чем на 3 % от номинальной величины, предусмотрено реле 9, включенное параллельно компенсирующей батарее 8 через специальный триод 10. При нормальной величине разрядного тока триод 10 заперт, так как на его сетку подается значительное отрицательное напряжение с сопротив№ бб347 ления 7. При уменьшении тока более чем на 3%, лампа отпирается, так как при этом резко снижается напряжение на сопротивлен ии 7, и реле включает световой и акустический сигналы 11, питаемые от сети переменного тока или аккумуляторной батареи. При этом вполне достаточно ограничиться сигнализацией, действующей при уменьшении тока, так как подавляющее большинство неисправностей схемы (нарушение контактов, потеря эмиссии лампами и т. д.), равно как и

«глубокий» разряд испытуемых элементов, и исчезновение или резкое снижение сетевого напряжения вызывают именно снижение разрядного тока, Автоматическое отключенив разрядившихся элементов осуществляется посредством исполнительных реле 18 с откгпочающими контактами 12 последних, соединенными с переключателем 14. Переключатель этот имеет ряд контактов, к которым подключены все испытуемые элементы — ¹ 1, ¹ 2,... № 6; контактные кольца переключателя соединены с потенциометром 15 компенсирующего устройства через первичную обмотку входного трансфс рматора lб усилителя.

Компенсирующее устройство питается от элемента 17 большой емкости с пологой разрядной кривой. Контроль величины компенсирующего напряжения может осуществлятся посредством вольтметра, подключаемого к гнездам 18.

Переключатель 14 жестко связан с переключателем 19 (возможно также их объединение в один переключатель). Последний имеет ряд,контактов, осущесгвляющих включение в анодную цепь выходной лампы 20 усилителя исполнительных реле 18, имеющих несколь-, ко контактных групп. Одна группа контактов 12 этих реле служит для отключения разрядившихся элементов. Нормально открытые контакты

21 служат для включения сигнальFIbIx неоновых ламп 22, указывающих, какой из испытуемых элементов разрядился до предела и отключен. Третья контактная группа 28 при притяжении якоря реле 18 производит выключение из цепи питания счетчика им пульсоB 24 и включение эквивалентов сопротивления. Четвертая контактная .группа

25 включает обмотку реле 18 на питание от независимого источника, соединенного последовательно с исгочником питания усилителя.

Оба переключателя 14 и 19 приводятся во вращение электродвигателем 2б, через редуктор (на схеме не показан) (возможно вместо приводимых переключателей применение телефонных искателей). На оси переключателей жестко закреплен контактный барабан 27 с двумя парами контактных щеток 28 и 29.

Включение двигателя осуществляется с помощью реле 80, которое вклпочается через определенные промежутки времени (0,5 — 1 час) первичными контактными часами 81.

При включении реле 80 одновременно происходит замыкание цепи питания счетчиков пмпулысов; поэтому число включении, показываемое ими, говорит о продолжительности разряда соответствующих элементов.

Процесс испытания протекает следующим образом.

Каждые полчаса (илп час) происходит включение реле 80 первичными ча"ами 81. Реле это имеет три нормально открытых контакта, которые производят вкгпочение элскт родвигателя 2б, замыкают цепь питания счетчиков импульсов и блокируют .контакты . часов. Электродвигатель 2б приходит во вращение и вращает контактный барабан 27, контакты 29 которого шунтируют контакты реле 80.,включившие двигатель. Вследствие этого последний остается включенным даже после выключения реле 80 до тех пор, пока барабан 27 и ползуны переключателей 19 и 14 не сделают полного оборота и контакты 29 не попадут вновь на изолированный сектор барабана 27 (заштрихован).

Цепь питания реле 80 размыкается в контактах 28. вследствие чего оно выключается (первичные часы дают мгновенное замыкание контакта).

¹ 66347

Одновременно все испытывающиеся на стенде элементы по очереди подключаются переключателем 14 к,компенсирующему устройству, а переключатель 19 включает в анодную цепь выходной лампы 20 усилителя реле 18, причем погядковый номер включенного реле совпадает с порядковым номером элемента, :который в данный момент подключен к компенсационному устройству.

Напряжение на компенсаторе установлено равным нижнему пределу напряжения, допустимому для данного типа элементов (обычно

0,7 вольта), В случае, если ни один из элементов не разрядился еще до этого предела, ток в цепи компенсатор — элемент протекает в направлении от элемента к компенсатору, и поэтому напряжение на вторичной обмотке трансформатора 16 складывается с напряжением элсмента 82, задающего отрицательное смещение на сетку входной лампы 88 усилителя, Эта лампа обладaer в этом случае весьма большим сопротивлением, и ток через нее весьма мал. Вследствие этого падение напряжения на сопротивле,нии 84 незначительно и выходная лампа 20 усилителя. работающая при большом î I pm,ательном смещении, задаваемом батареей 85, имеет незначительный анодный ток, недостаточный для притяжения якоря реле.

Таким образом пока ни один из иопытуемых элементов не разрядился, каждый час, при .включении реле 80 первичными часами 81, происходит только отсчет времени разряда счетчиками импульсов.

E:ëè какой-либо из испытуемых элементов разрядится н иже установленного предела, то при очередном контроле будет иметь место им пульс тока от коипенсатора к элементу. Этот импульс. трансформируясь трансформатором 16, резко снижает величину отрицательного смещения на вход ной лампе 88, вследствие чего возрастают проходящий через нее ток и падение напряжения на сопротивлении 84.

Л это в свою очередь снижает отрицareльное смещение на сетке выходной лампы 20 и, благодаря возрастан ию анодного тока, срабатывает реле 18, включенное в этот момент в анодную цепь.

При этом происходит: а) отключение в контактах 12 дефектного элемента, б) включение в контактах 25 обмотки реле 18, помимо усилителя, в цепь купраксного выпрямителя, в) включение в контактах 21 сипlaJIbHQII лампы 22, имеющей IHомер, соответствующий номеру разрядившегося элемента, г) отключение в контактах 24 имеющего тот же .номер счетчика, который уже не будет фиксировать последующих «контрольных включений» и показание которого будет соответствовать продолжительности разряда отключенного элемента, После замены разрядившегося элемента новым необходимо отключить его реле, для чего служит кнопка 86. Отсчет времени следует вести от последнего показания счетчика.

Следует отметить, что отдельные узлы описанного устройства могут претерпеть изменения. Так например, возможно применение вместо самоблокирующихся реле — двухобмоточных реле, сдна из катушек которых, создающая усилие, достаточное только для удержания якоря реле в притянутом состоянии, включена постоянно, а вторая, осущеставляющая,притяжение, включается в анодную цепь выходной лампы усилителя; счетчики импульсов могут включаться .не последовательно, à IIaipaллельно, и т. д.

Устройство может быть значительно упрощено, как это показано на фиг. 2 чертежа, за счет отказа от выключения разрядившихся элементов. Действительно, отключение это совершенно необязательно для проведения испытания, так как врем я, когда элемент разрядился до нижнего предела, фиксируется, и поэтому емкость его может быть определена.

В этом случае значительно упрощается конструкция переключателя 14 и исключаются контакты 12, — о

М 66347 служившие для отключателя элементов. В связи с исключением этой контактной группы становится возможным применение, вместо реле 18, бленкеров 87 с двумя блокконтактами 28 и 2Á, и исключение из схемы сигнальных ламп 22 и включающих их контактов 21. Счетчики импульсов в этом случае предположено применять в параллельном соединении с разобщенным включением катушек. В остальном устройство аналогично устройству по первому варианту и лояснений не требует.

Аналогично с вышеописанной может быть построена установка для испытания батарей. В этом случае автоматические регуляторы должны выполняться независимыми для каждой группы из 4 — 6 батарей, а автоматический отключатель может обслуживать несколько групп батарей (50 — 100 и более штук).

Электрическая схвма автоматического регулятора в установке для испытан и я батарей приведена н а фиг. 3.

Также несколько видоизменяется, в случае испытания батарей, схема компенсационного устройства. так как при этом батарея элементов, работающая на потенциометр. получилась ob> черезмерно громоздкой.

В этом случае (фиг. 4) компенсация осуществляется ненагруженной батарей, а для точной установки величины компенсирующего напряжения применен добавочный компенсатор, состоящий из Heáîëüшого числа элементов и потенциометра.

В остальном схема установки вполне идентична схеме для испытания элементов.

Предмет изобретения

1. Устройство для автоматического контроля напряжения гальванических элементов и батарей, поочередно подключаемых коммутатором. приводимым во вращение электродвигателем. к компенсирующему источнику тока эталонного напряжения. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в цепь, соединяющую испытуемые элементы с компенсирующим источником тока, включена первичная обмотка трансформ атора, вторичная обмотка которого присоединена к входу усилителя, в выходную цепь которого включены реле 18, осуществляющие выключение учитывающего продолжительность разряда счетчика при разря-. де соответствующего испытуемого элемента ниже установленного предела.

2. Форма выполнения устройства по п. 1, о тл:и ч ающ ая с я тем, что цепь питания последовательно соединенных счетчиков проведена через контакт реле, периодически возбуждаемого через выключатель, управляемый часовым механизмом.

3. Форма выполнения устройства по п. п. 1 и 2, отличающаяся тем, что испытуемые элементы включены на общее нагрузочное сопротивление последовательно с приспособлением для автоматического регулирования силы разрядного тока.

4. Форма выполнения устройства по п. п. 1 — 3. отличающаяся тем. что цепь последовательно соединенных элементов проведена через контакты покоя реле 18, рабочие контакты которого служат для отключения разрядившегося элемента путем его замыкания накоротко.

М бб347

Фиг. 4 уели батареи

Техн. редактор Г. Ф. Соколова.

Отв. редактор В. Н. Костров.

Л02854. Подпипсано к печати 27 Ш-1948 г. Тираж 500 экз. Цена 65 к. Зак. 305.

Типография Госила издата им. Воровского, г. Калуга