УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ АККУМУЛЯТОРОВ В БАТАРЕЕ

Полезная модель относится к области электротехники, точнее к области эксплуатации аккумуляторных батарей и может быть использовано при производстве, эксплуатации и ремонте в стационарных условиях
Известно устройство контроля напряжений аккумуляторов в батарее, которое соединяет аккумуляторы в батарею посредством специальных реек, на которых установлены силовые перемычки. К перемычкам присоединены потенциальные провода, выведенные на измерительные разъемы. Такое устройство позволяет при необходимости непрерывно отслеживать напряжение каждого аккумулятора. Однако оно громоздко, весомо, неудобно в эксплуатации и может быть рекомендовано для использования в исследовательских целях.
Указанные недостатки устранены в, так называемых, нагрузочных «вилках». «Вилка» имеет вольтметр (как правило, низкого класса точности) и нагрузочный резистор. Такое устройство нашло широкое распространение в эксплуатации из-за мобильности, простоты и бесконтрольности. Основным фиксирующим средством параметров являются карандаш, журнал и совесть аккумуляторщика.
Наиболее близким к данной полезной модели по технической сущности является измерительное устройство т.н. нагрузочная «вилка» или аккумуляторный пробник (1). Оно и взято за прототип.
В устройстве-прототипе измерение происходит при нажатие щупов на выводы аккумуляторов. Усилие должно быть достаточным для обеспечения протекания значительного по величине тока при измерении напряжения аккумуляторов большой емкости. Результаты измерений необходимо фиксировать для дальнейшего анализа в журнал, что увеличивает время измерений напряжений всех аккумуляторов и делает их несопоставимыми.
Техническим результатом заявляемой полезной модели являются снижение трудозатрат при проведении контрольных операций при циклировании батарей, исключение «человеческого» фактора, возможность наглядного представления полученных измерений, внесение окончательных данных в электронный паспорт батареи для объективной оценки динамики фактической емкости батареи в процессе эксплуатации.
В зависимости от количества аккумуляторов в батарее и их расположения каждому аккумулятору присваивается двузначный индекс. Например, щелочная аккумуляторная батарея вагонов метрополитена состоит из 56 аккумуляторов, расположение которых иллюстрируется таблицей.
Сущность полезной модели состоит в том, что, после установления жесткого маршрута обхода (по столбцам сверху вниз, затем переход на верх следующего столбца и так далее), при измерении напряжений аккумуляторов в соответствии с ним проводят измерения напряжений отдельных аккумуляторов сдвигая специальной кнопкой после каждого измерения индекс аккумулятора на шаг. Измеренное значение напряжения каждого аккумулятора и его индекс фиксируется в энергонезависимом запоминающем устройстве. После измерения напряжения последнего аккумулятора переносятся собранные данные через адаптер в компьютер, на экране которого отображаются результаты измерений в виде таблицы напряжений аккумуляторов, соответствующих их месту размещения в батарее.
Таблица номеров аккумуляторов в батарее и их нумерация по номерам столбца и строки в соответствии с их расположением
1 (11)
9 (21)
17 (31)
25 (41)
33 (51)
41 (61)
49 (71)
2 (12)
10 (22)
18 (32)
26 (42)
34 (52)
42 (62)
50 (72)
3 (13)
11 (23)
19 (33)
27 (43)
35 (53)
43 (63)
51 (73)
4 (14)
12 (24)
20 (34)
28 (44)
36 (54)
44 (64)
52 (74)
5 (15)
13 (25)
21 (35)
29 (45)
37 (55)
45 (65)
53 (75)
6 (16)
14 (26)
22 (36)
30 (46)
38 (56)
46 (66)
54 (76)
7 (17)
15 (27)
23 (37)
31 (47)
39 (57)
47 (67)
55 (77)
8 (18)
16 (28)
24 (38)
32 (48)
40 (58)
48 (68)
56 (78)
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежом представленным на блок-схеме (рис.1).
Полезная модель работает под управлением микроконтроллера. При включении питания устанавливается начальный индекс (номер строки и столбца положения аккумулятора в батарее). Из индекса формируется адрес энергонезависимой памяти. АЦП циклически непрерывно производит измерение напряжения на входных щупах. Измеренное напряжение с выхода АЦП поступает в микроконтроллер и выводится на индикатор для визуального отображения индекса аккумуляторов и результатов измерения. При нажатии на кнопку К1 текущее измеренное напряжение фиксируется в энергонезависимую память. Процесс фиксации сопровождается звуковым сигналом динамика. Одномоментно индекс аккумулятора и адрес энергонезависимой памяти инкрементируется для фиксации следующего измерения. После измерения напряжения всех аккумуляторов столбца производится переход на верхний аккумулятор следующего столбца и процесс повторяется.
При необходимости индекс аккумулятора и адрес энергонезависимой памяти корректируются кнопками К2 и К3. Для измерения напряжения аккумулятора в произвольном месте батареи введены кнопки К2 и К3. Кнопка К2 увеличивает индекс строки и адрес памяти на единицу. При этом происходит переход к следующей строке, т.е. к следующему аккумулятору в столбце. Кнопка К3 увеличивает индекс столбца на единицу и адрес памяти на величину, равную количеству аккумуляторов в столбце. При этом происходит переход к следующему столбцу с сохранением позиции строки. Вновь введенные кнопки К2 и К3 упрощают навигацию по аккумуляторам в составе батареи при проведении выборочных адресных измерений, когда необходимо измерить напряжение каких-либо конкретных аккумуляторов в процессе циклирования батареи. После окончания измерений сохраненные в памяти данные о напряжении каждого аккумулятора в составе батареи при нажатии на кнопку К4 передаются через адаптер в ЭВМ, где исходя из порядкового номера принятых данных вычисляется индекс аккумулятора в батарее. На экране ЭВМ высвечивается таблица напряжений каждого аккумулятора в соответствии с его местоположением в батарее…
Таким образом обеспечивается ускорение измерений напряжений всех аккумуляторов, что особенно важно при большом числе последовательно соединенных (50-80) в батарею, возможность отслеживать изменение напряжений «проблемных» аккумуляторов, исключается «человеческий» фактор при проведении измерений, отпадает необходимость записи данных, появляется возможность архивирования данных и оценки их динамики в процессе циклирования и эксплуатации.
После передачи данных в компьютер нажатием кнопки К5 очищается память электронной «вилки», и она готова для следующего цикла измерений.
Устройство испытывалось и применяется при входном контроле напряжений аккумуляторов батарей вагонов метрополитена в аккумуляторных отделениях электродепо Московского метрополитена.
Источники информации, принятые во внимание при составлении описания полезной модели:
1 Драчев Г.Г. Аккумуляторы подвижного состава, М Транспорт
2 Вайлов A.M., Эйгель Ф.И. Контроль состояния аккумуляторов, М. Энергоатомиздат, 1992 г.
3 Эйгель Ф.И., Павлов А.В., Юревич Б.А. Способ контроля состояния аккумуляторов в батарее, Патент №1782328, приоритет от 06.11.1990 г.
4 Касаткин Г.С, Федотов В.В., Эйгель Ф.И. Автоматизация в техническом обслуживании аккумуляторов. Железнодорожный транспорт, 1980 г., №12
2 Вайлов A.M., Эйгель Ф.И. Контроль состояния аккумуляторов, М. Энергоатомиздат, 1992 г.
3 Эйгель Ф.И., Павлов А.В., Юревич Б.А. Способ контроля состояния аккумуляторов в батарее, Патент №1782328, приоритет от 06.11.1990 г.
4 Касаткин Г.С., Федотов В.В., Эйгель Ф.И. Автоматизация в техническом обслуживании аккумуляторов. Железнодорожный транспорт, 1980 г., №12