Устройство для заряда аккумуляторнойбатареи асимметричным tokom

Устройство для заряда аккумуляторнойбатареи асимметричным tokom

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(i i) 8283I2

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскнх

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.05.79 (21) 2770023/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (51) M К„з

Н 02J 7/10

Государстеенный комитет (53) УДК 621.355.163 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Н. И. Катаскин, В. Д. Чучк (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ

БАТАРЕИ АСИММЕТРИЧНЫМ ТОКОМ

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам для заряда аккумуляторов.

Известны устройства для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током, 5 содержащие управляемый выпрямитель со сглаживающим дросселем на выходе, разрядную дроссельно-тиристорно-конденсаторную цепь и цепь перезаряда конденсатора (1) 10

Управляемый выпрямитель со сглаживающим дросселем обеспечивает заряд аккумуляторной батареи постоянным током повышенной плотности, на который накладываются разрядные деполяризующие импуль- 15 сы тока, формируемые разрядом аккумуляторной батареи через разрядные дроссель, тиристор и конденсатор (в колебательном режиме) .

Параметры разрядных импульсов тока определяются параметрами разрядного контура и суммой напряжений конденсатора и аккумуляторной батареи. Изменяя величину напряжения на конденсаторе, можно регулировать или стабилизировать амплитуду разрядных импульсов тока.

Известны также устройства для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током, обеспечивающие регулирование напряжения на разрядном конденсаторе (2). 30

Перезарядная цепь в них выполнена в виде дополнительного управляемого выпрямителя, подключенного в обратном направлении к конденсатору, либо в виде тиристорно-дроссельной цепи, шунтирующей конденсатор через отпайки аккумуляторной батареи.

Недостатком их являются ограниченные регулировочные возможности, повышенные установленная мощность оборудования и сложность исполнения, пониженная надежность работы за счет возможного короткого замыкания аккумуляторной батареи.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству является устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током, содержащее трансформатор, управляемый выпрямитель на тиристорах со сглаживающим дросселем, разрядную дроссельно-тиристорно-конденсаторную цепь и цепь перезаряда конденсатора на основе тиристора, подключенного одним выводом в прямом направлении к общей точке соединения конденсатора с разрядным тиристором, а другим выводом — через дроссель к отпайкам аккумуляторной батареи (3).

Управляемый выпрямитель обеспечивает. заряд аккумуляторной батареи постоянным током. При включении разрядного тиристо828312 ра происходит формирование разрядны.;дсполяризующих импульсов тока под действием суммы напряжений конденсатора и аккумуляторной батареи. Величина напряжения на конденсаторе определяется добротностью разрядного-перезарядного контуров и величиной противо-ЭДС аккумуляторной батареи в переразрядной цепи. Переключение отпаек аккумуляторной батареи приводит, соответственно, к изменению противо-ЭДС аккумуляторной батареи в перезарядной цепи, величины напряжения на конденсаторе и амплитуды разрядных импульсов тока.

Такое устройство характеризуется сложностью и недостаточной плавностью регулирования амплитуды разрядных импульсов тока при переключении отпаек аккумуляторной батареи, а также пониженной надежностью работы за счет возможности короткого замыкания части аккумуляторной батареи через разрядный и переразрядный тиристоры.

Целью изобретения является расширение регулировочных возможностей и повышение надежности устройства в работе.

Это достигается тем, что устройство снабжено дополнительными перезарядными тиристорами, соединенными с основным перезарядным тиристором в звезду, подключенную свободными выводами к входным зажимам выпрямителя.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предложенного устройства; на фиг. 2 а— г — диаграммы его работы.

Устройство содержит трансформатор 1, тиристоры 2 — 11, дроссели 12, 13, конденсатор 14 и работает на аккумуляторную батарею 15.

К концам вторичной обмотки согласующего трансформатора 1 подключен трехфазный мостовой управляемый выпрямитель на тиристорах 2 — 7, выходные выводы которого присоединены через сглаживающий дроссель 12 к выходным зажимам устройства и к аккумуляторной батарее 15.

Разрядная цепь выполнена в виде последовательно соединенных дросселя 13, тиристора 8 и конденсатора 14. Общая точка соединения конденсатора 14 и разрядного тиристора 8 подключена через перезарядные тиристоры 9, 10, 11 к входным зажимам выпрямителя на тиристорах 2 — 7.

В установившемся режиме работы управляемый выпрямитель на тиристорах 2—

7 со сглаживающим дросселем 12 обеспечивают заряд аккумуляторной батареи постоянным током повышенной плотности.

При необходимости подачи разрядных деполяризирующих импульсов включается разрядный тиристор 8 и происходит колебательный перезаряд конденсатора 14 под действием суммы начального напряжения на этом конденсаторе и напряжения аккумуляторной батареи 15. Формируется раз5

З0

65 р5!дпь!!! пъ!Пульс тока сппусопдал! по!! (t)0pмы, параметры которого определяются параметрами разрядной цсш! и аккумуляторной батареи (фиг. 2 а, б) .

По окончании колебательного процесса перезаряда конденсатора 14 до напряжения прот!!вопо:!о>кно!! полярности и перехода разрядного импульса тока через нулевое значение происходит коммутация — заппрание разрядного тиристора 8 под действием разности напряжений конденсатора и аккумуляторной батареи (фиг. 2 в, r).

В паузу между окончанием разрядного импульса тока и моментом формирования очередного разрядного импульса тока производится перезаряд конденсатора 14 до напряжения первоначальной полярности путем снятия управляющих импульсов с тирнсторов 3, 5, 7 и одновременной подачи отпирающих импульсов на тиристоры 9, 10, 11.

При отпирании тиристоров 9, 10, 11 происходит искусственная коммутация — запиранпе тирпсторов 3, 5, 7 напряжением конденсатора 14, явля!ощегося для них обратным, и образование нового контура протекания постоянного зарядного тока: управляемый выпрямитель на тнристорах 2, 4, 6, 9, 10, 11, дроссель 12, аккумуляторная батарея 15 и конденсатор 14. Зарядный ток выпрямителя, протекающий через конденсатор 14, является для него перезарядным, обеспечивающим его перезаряд !о напряжения первоначальной полярности.

После этого перезаряда конденсатора 14 отпирающие импульсы снимаются с перезарядных тиристоров 9, 10, 11 и вновь пода-! отся управляющие импульсы на тиристоры

3, 5, 7. При этом происходит искусственная коммутация — запирание тиристоров 9, 10, 11 под действием напряжения конденсатора 14, являющегося для ннх ооратным.

На этом цикл работы устройства заканчивается, и оно готово к формированию очередного аналогичного разрядного импульса тока.

Поскольку время заряда и перезаряда конденсатора 14 на один-два порядка меньше постоянной времени зарядной цепи, определяемой индуктивностью сглаживающего дросселя и реактансом трансформатора с питающей сетью, величина зарядного тока практически не изменяется при работе конденсатора 14.

Величина начального напряжения на конденсаторе (перед формированием разрядных импульсов тока) мо кет регулироваться в широких пределах от значения, близкого к нулевому, до любого требуемого значения путем регулирования длительности открытого состояния перезарядных тиристоров 9, 10, 11. Соответственно можно регулировать или стабилизировать амплитуду разрядных импульсов тока (фиг. 2а, б).

828312

Необходимо отметить, что тиристоры 9, 10, 11 могут отпираться только после полного разряда конденсатора 14 до нулевого напряжения (и даже небольшого их перезаряда на величину падения напряжения в 5 тиристорах 3, 5, 7 и 9, 10, 11). В противном случае полярность напряжения на конденсаторе будет прямой для тпрпсторов 3, 5, 7 и обратной для тиристоров 9, 10, 11, т. е. не позволит им открыться для переза- 10 ряда конденсатора 14.

Поскольку частота формпрован1гя разрядных импульсов может регулироваться в широких пределах и в области повышенных частот даже быть больше частоты питаю- 15 щей сети (например, 150 Гц и выше), возникает трудность с выбором-включением одного из перезарядных тиристоров 9, 10, 11. Именно поэтому отпирающие импульсы подаются на них одновременно, но включа- -0 ется только тот из тиристоров, в контуре которого действует большее суммарноенапряжение. И при каждом перезарядном цикле работает только какой-нибудь один из тиристоров 9, 10, 11 (фиг. 2 д). 25

Благодаря предлагаемому выполнению перезарядной цепи с возможностью фазового регулирования длительности протекания перезарядного тока обеспечиваются условия и плавного регулирования начально- З0 го (предразрядного) напряжения на конденсаторе от нулевого до требуемого (расчетного) значения, что позволяет плавно регулировать илп стао 1лизировать, соответственно, и амплитуду разряд ы импульсов 05 тока при простоте выполнения перезарядной цепи.

Использование вместо одного трех перезарядных тиристоров (при неизменной суммарной токовой загрузке перезарядным то- 40 ком) компенсируется отсутствием перезарядного дросселя.

Поскольку перезарядные тпристоры 9, 10, 11 подключаются к общему выходному «минусу» устройства через тиристоры 3, 5, 7 выпрямителя, включенные по отношению к ним в непроводящем направлении, при срыве их работы цепи короткого замыкания аккумуляторной батареи не образуется, а короткое замыкание питающей сети через тпрпсторы 2, 4, б, 9, 10, 11 и сглаживающий дроссель устраняется простым снятием с нпх управляющих импульсов. Следовательно, благодаря принципиальному устранению возможности появления короткого замыкания аккумуляторной батареи повышается надежность раооты устройства.

Формула пзооретенпя

Устройство для заряда аккумуляторной батареи аспмметрпчны31 током, содержа1цее трансформатор, управляемый выпрямитель на тпристорах со сглаживающим дросселем на выходе, разрядную дроссельно-тиристорно-конденсаторную цепь и цепь перезаряда конденсатора на основе тпрпстора, подключенного в прямом направлении к общей то ке соединения конденсатора с разрядным тпрпстором, отличающееся тем, что, с цечь1о рас111ирснпя регулировочных

1311зможпостей и 0o h31111 нпя надежности работы, оно снабжено дополнительными перезаряднымп тпристорамп, соединенными с основным перезарядным тпристором взвезду, подключенную свободными выводами к в.;одным зажимам упомянутого выпрямителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. «Ýëåêòðoòåêннческая промышленность». Преобразовательная техника. — М., Информэлектро, 1978, выпуск 8 (103), с. 12 — 15.

2. Лвторское свидетельство СССР № 40414б, кл. Н 02J 7/10, 1973.

3. Лвторское свидетельство СССР № 457976, кл. G 05F 1/12, 1975 (прототип).

8283)2

Дг. /

Редактор T. Загребельная

Заказ 918/14 Изд. № 364 Тираж 694 Подписное

НПО «Поискь Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

leap

Составитель В. Оглоблев

Техред И. Пенчко

Корректоры: В. Нам и 3, Тарасова