УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ АККУМУЛЯТОРНОГО ЭЛЕМЕНТА

Полезная модель относится к устройствам для исследования или тестирования аккумуляторных элементов с помощью электрических средств.
Известно устройство, являющееся наиболее близким аналогом (патент на изобретение US 7576545, G01N 27/416), содержащее аккумуляторный элемент, соединенный отрицательной клеммой с анодом первого диода, катод которого подключен к отрицательному выводу управляемого источника напряжения, катодом второго диода, анод которого подключен к первому выводу электронной нагрузки и первым выводом датчика напряжения. Положительная клемма аккумуляторного элемента через последовательно включенный датчик тока соединена со вторым выводом датчика напряжения и с первыми выводами ключей двух реле, второй вывод первого ключа соединен с положительным выводом управляемого источника напряжения, а второй вывод второго ключа подключен ко второму выводу электронной нагрузки. Процесс контролируется ПЭВМ с блоком связи, которые подключены по цепям управления к управляемому источнику напряжения, электронной нагрузке, катушкам управления реле и датчикам тока и напряжения.
К недостаткам прототипа относятся:
- отсутствие возможности разряда аккумуляторных элементов до отрицательного напряжения (переполюсовки), что не позволяет исследовать работу аккумуляторных элементов в аварийных режимах;
- значительные тепловыделения в процессе разряда аккумуляторных элементов большой емкости на нагрузку резистивного типа, что снижает коэффициент использования электроэнергии и ухудшает эксплуатационные характеристики устройства.
Задачей, решаемой полезной моделью, является расширение функциональных возможностей устройства, уменьшение электропотребления и улучшение эксплуатационных характеристик.
Поставленная задача достигается тем, что в устройство для испытания аккумуляторного элемента, содержащее ПЭВМ с блоком связи, соединенными с информационными выводами датчика тока, датчика напряжения и цепями управления первого и второго электронных ключей, источник постоянного напряжения, подключенный положительной клеммой через первый электронный ключ и датчик тока к положительной клемме аккумуляторного элемента, второй электронный ключ, соединенный одним силовым выводом с выходным силовым выводом первого электронного ключа, согласно полезной модели, введены источник бесперебойного питания, управляемое нагрузочное устройство рекуперационного типа, которое положительным силовым выводом, соединено с выходным силовым выводом второго электронного ключа, а отрицательным силовым выводом подключено к отрицательному выводу источника постоянного напряжения, третий и четвертый последовательно соединенные электронные ключи, причем входной силовой вывод третьего электронного ключа присоединен к входному силовому выводу первого электронного ключа, точка соединения электронных ключей подключена к отрицательной клемме аккумуляторного элемента, выходной силовой вывод четвертого электронного ключа присоединен к выходному силовому выводу второго электронного ключа, датчик напряжения подключен параллельно клеммам аккумуляторного элемента, к выходу переменного напряжения источника бесперебойного питания подключены ПЭВМ и вход питания источника постоянного напряжения, к входным выводам постоянного напряжения источника бесперебойного питания подключены выходные выводы управляемого нагрузочного устройства рекуперационного типа, причем ПЭВМ с блоком связи дополнительно соединены с цепями управления третьего и четвертого электронных ключей, и управляемого нагрузочного устройства рекуперационного типа.
На чертеже изображена электрическая схема устройства для испытания аккумуляторного элемента.
Устройство содержит источник постоянного напряжения 1 соединенный положительным выводом с первыми выводами первого электронного ключа 2 и третьего электронного ключа 3, второй вывод первого электронного ключа 2 соединен с первым выводом второго электронного ключа 4 и через последовательно включенный датчик тока 5 с положительной клеммой аккумуляторного элемента 6, к которому подключен первый вывод датчика напряжения 7, а второй вывод третьего электронного ключа 3 соединен с первым выводом четвертого электронного ключа 8, отрицательной клеммойаккумуляторного элемента 6 и вторым выводом датчика напряжения 7. Вторые выводы второго электронного ключа 4 и четвертого электронного ключа 8 подключены к первому выводу управляемого нагрузочного устройства рекуперационного типа 9, второй вывод которого соединен с отрицательным выводом источника постоянного напряжения 1. В состав устройства входит ПЭВМ 10 с блоком связи 11, который подключены к цепям управления нагрузочного устройства рекуперационного типа 9, первого электронного ключа 2, второго электронного ключа 4, третьего электронного ключа 3, четвертого электронного ключа 8 и датчикам тока 5 и напряжения 7. Выходные выводы нагрузочного устройства рекуперационного типа 9 подключены к входным выводам постоянного напряжения источника бесперебойного питания 12, от которого осуществляется питание источника постоянного напряжения 1 и ПЭВМ 10. Устройство может работать в режиме заряда и разряда аккумуляторного элемента.
Для работы устройства в режиме заряда аккумуляторного элемента 6, ПЭВМ 10 с блоком связи 11 замыкает первый и четвертый электронные ключи 2, 8. В этом режиме аккумуляторный элемент 6 заряжается по цепи: положительный вывод источника постоянного напряжения 1, первый электронный ключ 2, датчик тока 5, затем четвертый электронный ключ 8, нагрузочное устройство рекуперационного типа 9 и отрицательный вывод источника постоянного напряжения 1. ПЭВМ 10 с блоком связи 11 регулирует зарядный ток нагрузочным устройством рекуперационного типа 9, контролируя его значение по цепям управления датчика тока 5. Мощность, потребляемая нагрузочным устройством рекуперационного типа 9, поступает на входные выводы постоянного напряжения источника бесперебойного питания 12, от которого осуществляется питание источника постоянного напряжения 1 и ПЭВМ 10.
Для работы устройства в режиме разряда аккумуляторного элемента 6, ПЭВМ 10 с блоком связи 11 замыкает второй и третий электронные ключи 4, 3. В этом режиме аккумуляторный элемент 6 разряжается по цепи: датчик тока 8, второй электронный ключ 4, нагрузочное устройство рекуперационного типа 9, отрицательный вывод источника постоянного напряжения 1, затем положительный вывод источника постоянного напряжения 1 и третий электронный ключ 3. ПЭВМ 10 с блоком связи 11 выполняет следующие функции: регулирует разрядный ток аккумуляторного элемента с помощью нагрузочного устройства рекуперационного типа 9, контролирует величину разрядного тока, протекающего через датчик тока 5, контролирует напряжение аккумуляторного элемента, которое в процессе разряда может изменить полярность и достичь максимально допустимой величины. Мощность, потребляемая нагрузочным устройством рекуперационного типа 9, поступает на внутренний аккумулятор источника бесперебойного питания 12, от которого осуществляется питание источника постоянного напряжения 1 и ПЭВМ 10.
В целом все введенные изменения позволяют расширить функциональные возможности и улучшить эксплуатационные характеристики устройства за счет уменьшения энергопотребления, тепловыделений, увеличения времени работы устройства от источника бесперебойного питания при отключении сети переменного тока.