УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОЙ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРОВ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОЙ ЗАРЯДКИ ГРУППЫ
АККУМУЛЯТОРОВ
Предложение относится к электротехнике, а именно к области зарядных устройств для аккумуляторов, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для массовой зарядки электрических аккумуляторов. Необходимость одновременной зарядки группы аккумуляторов имеет место в гаражах, обслуживающих большой парк автомобилей (стартерные аккумуляторы), на предприятиях с парком электрокар, а также в зонах использования малых электрических транспортных средств электровелосипедов, электроскутеров, электромопедов и т.п. (тяговые аккумуляторы).
Известно устройство для зарядки электрических аккумуляторов, содержащее индуктивно-емкостной резонансный контур, трансформатор и выпрямительный мост, образ)пющие источник тока 1. В этом устройстве аккумулятор заряжается выпрямленным током, величина которого не зависит от степени заряженности батареи, чем обеспечивается оптимальное время ее заряда. Однако оно предназначено для индивидуальной зарядки аккумуляторов и в случае использования его для зарядки нескольких аккумуляторов оно не позволяет осуществить их независимую зарядку, т.е. по окончании заряда одного из аккумуляторов требуется прерывание зарядки всех аккумуляторов, присоединенных к устройству.
Известно также устройство для зарядки электрических аккумуляторов, содержащее зарядный источник, выполненный в виде источника напряжения, ограничивающий резистор и последовательно соединенные заряжаемые аккумуляторы. Каждый из аккумуляторов шунтирован пороговым ключевым элементом (стабилитроном), напряжение пробоя которого соответствует уровню напряжения, до которого должен быть заряжен аккумулятор. Наличие пороговых элементов у этом устройстве дает возможность при окончании заряда одного аккумулятора продолжать зарядку остальных без прерывания 2. Процесс зарядки аккумуляторов в этом устройстве сопровождается большими потерями электроэнергии, обусловленными наличием ограничивающего резистора и пороговым элементом. Потери в ограничивающем резисторе имеют место постоянно, а потери в пороговом элементе по окончании зарядки аккумулятора и прохождении тока через пороговый элемент. Кроме того, это устройство не обеспечивает оптимального времени заряда и рассчитано на зарядку строго определенного расчетного числа аккумуляторов, задаваемого уровнем напряжения источника, по мере зарядки аккумуляторов ток заряда уменьщается, за счет чего увеличивается время зарядки.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и решаемой задаче является система групповой зарядки аккумуляторов от параметрического источника тока, состоящая из последовательно включенных индивидуальных узлов зарядки, каждый из которых содержит включенные в направлении зарядного тока управляемый ключевой элемент и диод, последовательно соединенный с разъемным соединением для подключения аккумулятора, а также включенный параллельно этому разъемному соединению делитель напряжения, соединенный с цепью управления ключевого элемента 3. Это устройство за счет использования в нем зарядного источника в виде параметрического источника тока обеспечивает постоянство тока на протяжении всего процесса зарядки. Однако выполнение разъемного соединения хотя и позволяет отключать отдельный аккумулятор по окончании зарядки, но подключение к этим клеммам другого аккумулятора потребует принудительного запирания управляемого ключевого элемента, в данном случае тиристора, что усложняет реализацию устройства управления этим ключевым элементом.
Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в обеспечении одновременной независимой зарядки группы аккумуляторов.
Vdim-)
рядки группы аккумуляторов от параметрического источника тока, состоящее из последовательно включенных индивидуальных узлов зарядки, каждый из которых содержит включенные в направлении зарядного тока управляемый ключевой элемент и диод, последовательно соединенный с разъемным соединением для подключения аккумулятора, а также включенный параллельно этому разъемному соединению делитель напряжения, соединенный с цепью управления ключевого элемента, согласно полезной модели дополнительно введена коммутирующая цепь, содержащая размыкающий контакт, включенная параллельно управляемому ключевому элементу, при этом размыкающий контакт коммутирующей цепи механически сблокирован с замыкающими контактами разъемного соединения для подключения аккумулятора.
Задача решается также за счет того, что разъемное соединение для подключения аккумулятора и дополнительный размыкающий контакт образуют двухщтыревой разъем, состоящий из розетки и вилки, при этом вилка снабжена дополнительным изолированным от других элементов штырем, длина которого превышает длину штырей вилки, выполненным с возможностью механического контакта с размыкающей цепью, причем два контакта вилки преднгизначены для подключения кабеля аккумулятора, а контакты розетки служат выводами индивидуального узла зарядки.
Размыкающий контакт может быть снабжен пружиной для обеспечения самовозврата.
На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - вариант выполнения разъемного соединения.
Устройство для одновременной зарядки аккумуляторов от параметрического источника тока 1 состоит из последовательно включенных индивидуальных узлов 2 зарядки, каждый из которых содержит включенные в направлении зарядного тока управляемый ключевой элемент 3 и диод 4, последовательно соединенный с разъемным соединением 5 для подключения аккумулятора 6, а также включенный параллельно управляемому ключевому
элементу делитель напряжения, состоящий из резисторов 7 и 8, соединенный с цепью управления ключевого элемента 3, и дополнительно введенную коммутирующую цепь, содержащую размыкающий контакт 9, включенную параллельно управляемому ключевому элементу 3, при этом размыкающий контакт 9 коммутирующей цепи механически сблокирован с замыкающим контактом разъемного соединения 5 для подключения аккумулятора 6.
Показанный на фиг. 2 вариант выполнения разъемного соединения для подключения аккумулятора вместе с дополнительным размыкающим контактом представляет собой двухштыревой разъем, состоящий из розетки 10 и вилки 11, при этом вилка снабжена дополнительным изолированным от других элементов щтырем 12, выполненным с возможностью механического контакта с размыкающим контактом 9, при этом два контакта - штыри 13 и 14 вилки 11 предназначены для подключения кабеля аккумулятора 6, а контакты 15 и 16 розетки 10 служат выводами индивидуального узла зарядки.
Размыкающий контакт 9 установлен рядом с розеткой. Длина штыря 12 превышает длину штырей вилки и должна быть выбрана такой, чтобы обеспечить размыкание контакта 9 только после замыкания разъема при подключении вилки кабеля аккумулятора и, соответственно, замыкание контакта 9 происходило бы раньше размыкания разъема кабеля аккумулятора при выдергивании вилки 11 из гнезд 17 и 18 розетки 10. Штриховкой на фиг. 2 показаны токопроводящие части разъемного соединения.
Устройство работает следующим образом.
В исходном положении, когда к устройству не подключено ни одного аккумулятора, все управляемые ключевые элементы 3 зашунтированы замкнутыми контактами разъемного соединения. Ток источника 1 протекает по замкнутой цепи через контакты разъемного соединения 5, однако потребления электроэнергии от источника тока 1 не происходит, так как напряжение на его выходе равно нулю. При подключении аккумулятора 6, который нужно зарядить, к одному из индивидуальных узлов, замыкается замыкаюший контакт 5 разъемного соединения и с некоторой задержкой по времени 4
размыкается размыкающий контакт 9, управляемый ключевой элемент 3 закрыт (не проводит). Ток начинает протекать через аккумулятор 6, заряжая его до требуемого значения. Контроль за уровнем напряжения на аккумуляторе осуществляется при помощи делителя напряжения. При достижении напряжением на аккумуляторе заданного значения на цепь управления ключевого элемента 3 поступает сигнал, открывающий его, т.е. переводящий в проводящее состояние. Управляемый ключевой элемент 3 шунтирует клеммы аккумулятора 6, и ток источника 1 начинает протекать по нему, минуя уже заряженный аккумулятор 6, Теперь заряженный аккумулятор 6 может быть отсоединен от зарядного устройства. При этом размыкающий контакт 9 за счет самовозврата с упреждением замкнется раньше, чем разомкнется замыкающая цепь разъемного соединения 5, чем исключается разрыв цепи источника тока 1 при отключении аккумулятора. Диоды 4 препятствуют протеканию тока короткого замыкания через аккумуляторы при открытых управляемых ключевых элементах 3.
Аналогично обеспечивается подключение, зарядка и отключение и других аккумуляторов. Максимальное число аккумуляторов, которое может быть подключено к источнику тока, определяется требуемым напряжением зарядки аккумуляторов. Выходное напряжение источника тока определяется суммарным напряжением подключенных к нему аккумуляторов. Для источника тока, выполненного в виде трехфазного индуктивно-емкостного преобразователя с мостовой схемой на выходе, при питании от сети 380 В рациональное наибольшее выходное напряжение составляет 517В, следовательно к нему можно одновременно подключить около 50 аккумуляторов напряжением 12 В.
При использовании двух-штыревого соединения (фиг. 2), состоящего из розетки 10 и вилки 11, подключение аккумулятора производится путем обеспечения контактного соединения вилки с розеткой. При этом подается питание на аккумуляторную батарею за счет контактирования штырей 13 и 14с гнездами 17 и 18 соответственно, при этом за счет определенной длины до Ыоагиад
полнительный изолированный штырь 12 воздействует механически на контакт 9 размыкающей цепи и размыкает его с некоторой задержкой, тем самым обеспечивая разрыв цепи, шунтирующей аккумуляторую батарею. По окончании зарядки аккумулятора его отключение производится выдергиванием вилки 11 из розетки 10, но из-за определенной длины дополнительного изолированного штыря 12 он освобождает размыкающий контакт 9 раньше, чем произойдет разрыв замыкающей цепи, образуемой щтырями 13 и 14 и гнездами 17 и 18. За счет этого при отключении аккумулятора не происходит разрыва цепи источника тока.
Источники информации, принятые во внимание:
1.Авторское свидетельство СССР № 156986, кл. H02J 7/06, 1962.
2.Патент ФРГ № 1210479, кл. 21С49, 1962.
3.Авторское свидетельство СССР № 951554, кл. H02J 7/00, 1980.