Зарядний пристрій для акумуляторних батарей. Зарядні пристрої. Радіоелектроніка. Зарядний пристрій для акумуляторів стартерних батарей. Схема, опис Заряджання стартерних акумуляторних батарей
Стартерні акумуляторні батареї складаються з окремих акумуляторів, послідовно з'єднаних між собою за допомогою перемичок.
Кожен акумулятор складається з негативних і позитивних електродів, що чергуються, розділених сепараторами і зібраних в блок.
Блоки електродів кожного акумулятора поміщаються або в окремих осередках моноблока, або в окремих баках з ебоніту, що встановлюються в дерев'яному ящику або склопластиковому корпусі. Кожен акумулятор закривається окремою кришкою, яка при складанні акумуляторної батареї герметизується за допомогою спеціальної заливальної бітумної мастики.
Для танкових акумуляторних батарей крім маски заливки для ущільнення кришок застосовуються гумові ущільнювальні прокладки (рамки).
Різні типи акумуляторних батарей мають свої конструктивні особливості, але в їх пристрої багато важливо спільного. Пристрій танкової акумуляторної батареї показано на рис. 4 а пристрій автомобільної акумуляторної батареї - на рис. 5.
Електрод кожної полярності складається з струмовідводу та активної маси. Струмовідведення електродів стартерних акумуляторів відливають із свинцево-сурм'янистого сплаву.
Для струмовідведення позитивних електродів деяких типів батарей застосовується свинцево-сурм'янистий сплав з невеликою добавкою миш'яку, що збільшує корозійну стійкість струмовідводів. При виготовленні електродів комірки струмовідводів заповнюються спеціальною пастою, яка після електрохімічної обробки (формування) перетворюється на пористу активну масу.
Електроди однієї полярності про певний зазор зварюються між собою в напівблоки за допомогою свинцевого містка, до якого приварюється борн (рис. 6).
Напівблоки позитивних та негативних електродів збираються в блок електродів так, що позитивні та негативні електроди чергуються. У зібраному акумуляторі останні електроди, як правило, є негативними. Тому напівблок негативних електродів має на один електрод більше ніж напівблок позитивних електродів.
Блок електродів спирається виступами ("ніжками") електродів на опорні призми, що є на дні кожного осередку моноблока або окремого ебонітового бака. Таким чином, між нижніми кромками електродів і дном є вільний простір, необхідний для накопичення шламу (осаду, що утворюється з часом з активної маси). Тим самим запобігають коротким замиканням різноіменних електродів випадаючим шламом.
При складанні блоку позитивні та негативні електроди відокремлюються один від одного мікропористими прокладками, які називаються сепараторами.
Сепаратори оберігають різноіменні електроди від коротких замикань та забезпечують необхідний запас електроліту між електродами.
Сепаратори виготовляються у вигляді тонких листів з міпору (мікропористого ебоніту на основі натурального каучуку) або з міпласту (мікропористого поліхлорвінілу) і мають з одного боку гладку, а з іншого ребристу поверхню (рис. 7). Ребриста поверхня сепаратора звернена до позитивного електрода для кращого доступу до нього електроліту.
 |
Розміри сепараторів дещо більші, ніж розміри електродів, що запобігає замиканню між кромками різноїменних електродів. Для підвищення терміну служби позитивних електродів у деяких типах автомобільних та мотоциклетних батарей застосовуються комбіновані сепаратори – мипор або міпласт зі скловолокном. При цьому сепаратор скловолокном встановлюється до позитивного електрода. Прилягаючи щільно до поверхні, він оберігає активну масу від опливання.
Для запобігання верхнім кромкам сепараторів від механічних пошкоджень (при вимірі температури, щільності та рівня електроліту) зверху над сепараторами встановлюється перфорований запобіжний щиток.
Кожен акумулятор закривається кришкою (рис. 8), виготовленою з ебоніту чи пластмаси. У двох крайніх отворах для вивідних борнів блоків електродів запресовані свинцеві втулки, які потім зварюються з борнами та перемичками, що створює надійне ущільнення. Середній отвір для заливки електроліту закривається гумовою пробкою, що має вентиляційний отвір для виходу газу. Однак застосовуються також кришки (рис. 9) з автоматичним обмеженням рівня електроліту та окремими вентиляційними отворами. Такі кришки закриваються глухою пробкою (без вентиляційного отвору).
Для автомобільних акумуляторних батарей, що встановлюються на машинах, що долають глибокі броди, застосовуються гідростатичні пробки (рис. 10), що запобігають попаданню забортної води в акумулятори.
При складанні батарей на заводі під пробки заливних отворів підкладаються гумові диски ущільнювачі, що створюють герметичність, необхідну при зберіганні батарей в сухому вигляді. У деяких типів батарей герметичність забезпечується за рахунок застосування поліетиленових пробок з глухими виступами (рис. 11) на місці отвору вентиляційного або за допомогою заклеювання вентиляційного отвору плівкою.
При приведенні акумуляторних батарей у робочий стан глухі виступи над вентиляційними отворами зрізаються, гуми ущільнювальні диски і плівки видаляються.
Вивідні борни окремих акумуляторів послідовно з'єднуються між собою у вигляді перемичок (рис. 12) способом зварювання. Борни, перемички та висновки танкових, а також автомобільних (ЗСТ-215, 6СТ-182, 6СТ-190) батарей, розрахованих на великі величини стартерних струмів, мають внутрішні мідні вкладки, що знижують падіння напруги на перемичках. До вивідних борнів крайніх акумуляторів наварюються полюсні виводи. Залежно від призначення батарей застосовуються полюсні висновки у вигляді конусів або у вигляді вушок з отворами під болт.
 |
Полюсні висновки батарей позначаються знаками "+" (позитивний) і "-" (негативний), такі самі знаки ставляться на стінках моноблока (ящика) біля полюсних висновків.
Танкові акумуляторні батареї 6СТЕН-140М та 6СТ-140Р збираються із шести окремих акумуляторів, поміщених у загальний дерев'яний корпус (ящик). Танкові батареї 12СТ-70М, 12СТ-70 та 12СТ-85Р збираються з дванадцяти акумуляторів. Кожні чотири акумулятори зібрані в чотирикамерний бак і три таких баки поміщені в дерев'яний ящик або корпус зі склопластику. Для підвищення міцності дерев'яну скриньку стягнуто двома сталевими стрічками, що проходять між ебонітовими баками батареї. Батареї 12СТ-85Р зібрані у корпусі зі склопластику (рис. 13). Полюсні виводи батарей у вигляді вушок з отворами під болт виведені на передню стінку корпусу та притягнуті до нього двома гвинтами. Полюсні висновки закриваються захисним кожухом, що кріпиться болтом до передньої стінки корпусу батареї. Дерев'яні ящики батарей покриваються лаком кислотостійким БТ-783. Батареї закриваються дерев'яною пресованою кришкою (в батареї 12СТ-85Р кришка зі склопластику).
Автомобільні акумуляторні батареї (рис. 14...25) збираються в моноблоках з ебоніту або пластмаси з внутрішніми перегородками, що утворюють комірки для кожного акумулятора.
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 21. Автомобільна акумуляторна батарея 6СТ-75 із закритими перемичками. Загальний вигляд |
 |
 |
 |
 |
Мотоциклетні батареї (мал. 26 та 27) збираються в моноблоках з ебоніту, поліетилену та холодостійкого поліпропілену.
Усі акумуляторні батареї великої ємності, що мають масу понад 30 кг, забезпечені ручками для зручності перенесення, зняття та встановлення на машину.
Для забезпечення працездатності системи електричного пуску дизельних двигунів колісних машин та гусеничних транспортерів-тягачів за низьких температур навколишнього повітря розроблено стартерну акумуляторну батарею 6СТ-190ТРН з внутрішнім електрообігрівом. За габаритними та приєднувальним розмірами батарея на колісних машинах та гусеничних тягачах взаємозамінна із серійними батареями 6СТЕН-140М, 6СТЭ-128 та 12СТ-70. Загальний вигляд та пристрій акумуляторної батареї 6СТ-190ТРН показані на рис. 28 та 29.
Батарея зібрана на тонких уніфікованих електродах із збільшеною кількістю активної маси. У сплав, з якого виготовлені струмовідведення електродів, введена добавка миш'яку, що дозволила збільшити термін їхньої служби.
В активну масу негативних електродів введено ефективний розширювач, який дозволив підвищити віддачу батареї стартерному режимі розряду при низьких температурах. До складу активної маси негативного електрода введено також інгібітор окислення свинцю, що забезпечує збереження сухозрядженості батареї протягом одного року.
Для скорочення втрат енергії зменшено зазори між сепараторами та електродами, використано сепаратори з міпора з високою пористістю, перемички та борни армовані мідними вкладишами.
Моноблок батареї виконаний із поліетилену низького тиску з наповнювачем.
Кожен акумулятор батареї 6СТ-190ТРН обладнаний окремим нагрівальним елементом типу ЕНА-100 (акумуляторний електричний нагрівач номінальною потужністю 100 Вт). Нагрівальний елемент виконаний з графітованого шнура на основі віскозного кордного волокна в ізоляції з фторопласту.
Нагрівачі розташовані у придонному просторі під блоком електродів (рис. 30).
Система обігріву батарей має два основні експлуатаційні режими:
Номінальна потужність системи обігріву батареї становить 600 Вт у режимі форсованого розігріву та 125 Вт у режимі тривалого підігріву.
Управління режимами обігріву здійснюється за допомогою нескладного комутаційного пристрою, що встановлюється поза батареєю.
Для запобігання перегріву батареї всередині неї вбудовано температурне реле, яке відключає нагрівальні елементи від джерела живлення при досягненні температури електроліту 15±5 °С.
Живлення системи обігріву акумуляторних батарей передбачається у русі від власної генераторної установки машини, але в стоянці - від зовнішнього джерела електроенергії постійного чи змінного струму з номінальною напругою 28.0 У.
Особливості експлуатації системи внутрішнього електрообігріву акумуляторних батарей 6СТ-190ТРН та основні рекомендації щодо застосування режимів електрообігріву в умовах експлуатації батарей на машинах наведені в інших статтях розділу.
Акумулятор є пристроєм, який протягом експлуатації має тенденцію розряджатися. Цей процес характеризується зменшенням напруги без навантаження (при знятих клемах). Акумулятор, що розрядився, називають також «сівшим». Відновити заряд батареї можна декількома способами, які описуються нижче.
Як правильно заряджати автомобільний акумулятор та які для цього необхідні пристрої та обладнання цікавить кожного автолюбителя. Особливої актуальності ця проблема набуває за обмеженості коштів, що виділяються на обслуговування автомобільної техніки. Правила проведення цієї процедури забезпечують не лише безпеку дорогих пристроїв, а й безпеку самого автовласника.
Для заряджання акумулятора необхідно зарядний пристрій, але вони відрізняються за конструкцією та застосуванням. Всі види таких зарядних пристроїв мають схожий принцип роботи, який ґрунтується на перетворенні змінного струму побутової електромережі на постійний.
У схему таких пристроїв можуть бути включені варіатори - модулі, які змінюють напругу (12/24 Вольт), реле часу, що відключають живлення через заданий час, різні індикатори у вигляді сигнальних ламп або інформаційних рідкокристалічних табло та інші вузли. Щоб зарядити звичайний автомобільний акумулятор з номінальною напругою на 12 В, необхідна зарядка, яка видає на клемах 16-17 В постійного струму.
Правила правильної зарядки автомобільного акумулятора
Саму зарядку стартерної батареї можна проводити у різних місцях, де є доступ до побутової електромережі та є роз'єм розетки. Акумулятор можна навіть не знімати з машини або розмістити його на рівній поверхні в гаражі або навіть у квартирі. При цьому необхідно ретельно дотримуватись правил техніки безпеки.
Перш за все, перед заряджанням батарею слід очистити від сторонніх забруднень, видалити пил, бруд і акуратно зняти клеми. Після цього необхідно перевірити корпус на наявність механічних пошкоджень, рівень електроліту, переконатися, що він не протікає, і тільки після цього приступати до самого процесу.
Всі операції з акумулятором необхідно проводити в гумових стійких хімічно рукавичках, так як електроліт може сильно пошкодити шкіру. Якщо конструкція батареї дає змогу, з неї відкручуються пробки. Під час огляду слід перевірити рівень електроліту переважають у всіх банках та її стан.
Нормальний електроліт має бути прозорим та безбарвним. Для цього можна використати колбу ареометра. Наявність у розчині осаду, пластівців, суспензії або зміна кольору та прозорості говорить про те, що з батареєю не все гаразд. Швидше за все, у «брудній» банку є коротке замикання пластин. Заряджати таку батарею не можна.
Якщо ж електроліт у всіх банках чистий і прозорий можна розпочинати процес зарядки. Головне правило при підключенні клем зарядного пристрою спочатку вони під'єднуються до батареї, а лише після цього його можна підключати до мережі живлення. Це правило є дуже важливим!
Для заряджання акумуляторної батареї використовуються три методи:
- Зарядка за допомогою постійної напруги;
- Заряджання за допомогою постійного струму;
- Комбінований метод заряджання.
Заряджання при постійній напрузі
Режим постійної напруги заряджання акумуляторної батареї пов'язує рівень заряду та величину напруги при зарядженні. Якщо йдеться про зарядку акумулятора на 12 В, то при постійній напрузі 14,3 В він заряджатиметься приблизно 48-50 годин. При збільшенні напруги до 16,6 під час зарядки зменшується до 20-22 годин.
При підключенні зарядного пристрою до повністю розрядженої батареї сила струму в ланцюзі може досягати 50 А. Це може призвести до виходу з експлуатації електричних приладів, які знаходяться в ланцюзі. Тому у схему всіх зарядних пристроїв включається модуль, який обмежує силу струму 20-25 амперами.
Електрохімічні процеси в батареї, що активізуються при підключенні зарядного пристрою, спрямовані на вирівнювання напруги між ним та клемами акумулятора. Сила струму в ланцюзі при цьому поступово зменшуватиметься.
При повному зарядженні батареї сила струму в ланцюзі падає до нуля. Більшість пристроїв подають сигнал індикаторною лампою або світлодіодом. На клемах повністю зарядженої акумуляторної батареї має бути 14,4 Ст.
Зарядка при постійній напрузі є найбільш «м'яким» для обладнання і безпечним для людини. При такій зарядці акумулятора можна залишати без нагляду, не побоюючись виникнення небезпечних ситуацій.
Заряджання при постійному струмі
Застосування методу постійного струму потребує акуратності та уваги протягом усього процесу заряджання. При цьому необхідно постійно коригувати силу струму по ходу зарядки, перевіряючи показники приладів, принаймні, щогодини і проводячи необхідні маніпуляції. Стандартний акумулятор ємністю 55 А год таким чином заряджатиметься приблизно 10 годин при значенні зарядного струму в 6 А.
При досягненні номінальної напруги 14,4 В сила струму знижується до 3 А. Як тільки напруга на клемах становитиме 15 В, силу струму слід зменшити ще вдвічі - до 1,5 А.
Якщо протягом півтори-двох годин зарядна напруга не змінюється, процес зарядки можна закінчувати. Наприкінці зарядки банки починають "кипіти", тобто. активізується процес електролізу, що є очевидним недоліком цього методу поряд із необхідністю постійного контролю.
Комбінована зарядка
Промислові зарядні пристрої, які пропонуються на ринку, засновані саме на методі комбінованої зарядки. На початку процесу зарядки подається струм із постійною силою, що робить зручним його використання в побутовій електромережі (оскільки при цьому не досягаються пікові значення, що призводять до надмірного навантаження), а в кінці зарядки пристрій підтримує постійну напругу, що не дає електроліту «закипати» .
Комбіновані зарядні пристрої, як правило, пристосовані до автономної роботи і не потребують контролю роботи. При досягненні повного заряду акумулятора вони можуть автоматично вимикатися.
Існують й інші способи заряджання автомобільних акумуляторів - форсована, імпульсним, пульсуючим або асиметричним струмом, по Вудбріджу та ін. Однак, на практиці найчастіше використовуються зарядні пристрої, які використовують вищеописані принципи.
Найпростіший зарядний пристрій для автомобільних і мотоциклетних акумуляторних батарей, як правило, складається з понижуючого трансформатора і підключеного до його вторинної обмотки двовимірного напіввиперівника . Послідовно з батареєю включають потужний реостат для встановлення необхідного зарядного струму. Однак така конструкція виходить дуже громіздкою та надмірно енергоємною, а інші способи регулювання зарядного струму зазвичай її суттєво ускладнюють.
У промислових зарядних пристроях для випрямлення зарядного струму та зміни його значення іноді застосовують триністори КУ202Г. Тут слід зауважити, що пряма напруга на включених триністорах при великому зарядному струмі може досягати 1,5 В. Через це вони сильно нагріваються, а за паспортом температура корпусу тріністора повинна перевищувати +85°С. У таких пристроях доводиться вживати заходів щодо обмеження та температурної стабілізації зарядного струму, що призводить до подальшого їх ускладнення та подорожчання.
Порівняно простий зарядний пристрій, що описується нижче, має широкі межі регулювання зарядного струму - практично від нуля до 10 А - і може бути використано для зарядки різних стартерних батарей акумуляторів на напругу 12 В.
В основу пристрою (див. схему) покладено симисторний регулятор, опублікований в , з додатково введеними малопотужним діодним мостом VD1 - VD4 та резисторами R3 та R5.
Після підключення пристрою до мережі при плюсовому напівперіоді (плюс на верхньому за схемою дроті) починає заряджатися конденсатор С2 через резистор R3, діод VD1 і послідовно з'єднані резистори R1 і R2. При мінусовому напівперіод мережі цей конденсатор заряджається через ті ж резистори R2 і R1, діод VD2 і резистор R5. В обох випадках конденсатор заряджається до однієї напруги, змінюється тільки полярність зарядки.
Як тільки напруга на конденсаторі досягне порога запалювання неонової лампи HL1, вона запалюється і конденсатор швидко розряджається через лампу і керуючий електрод сммістора VS1. При цьому симістор відкривається. Наприкінці напівперіоду симистор закривається. Описаний процес повторюється у кожному напівперіоді мережі.
Загальновідомо, наприклад, що управління тиристором за допомогою короткого імпульсу має той недолік, що при індуктивному або високоомному активному навантаженні анодний струм приладу може не встигнути досягти значення струму утримання за час дії керуючого імпульсу. Одним із заходів щодо усунення цього недоліку є включення паралельно навантаженню резистора.
В описуваному зарядному пристрої після включення симістора VS1 його основний струм протікає не тільки через первинну обмотку трансформатора Т1, але і через один з резисторів - R3 або R5, які в залежності від полярності напівперіоду напруги по черзі підключаються паралельно первинній обмотці трансформатора діодами VD .
Цією ж метою служить і потужний резистор R6, що є навантаженням випрямляча VD5, VD6. Резистор R6, хром того, формує імпульси розрядного струму, які, як стверджує [З], продовжують термін служби батареї.
Основним вузлом пристрою є трансформатор Т1. Його можна виготовити на базі лабораторного трансформатора ЛАТР-2М, ізолювавши його обмотку (вона буде первинною) трьома шарами лакотка-ні і намотавши вторинну обмотку, що складається з 80 витків ізольованого мідного дроту перетином не менше 3 мм2, з відведенням від середини. Трансформатор і випрямляч можна запозичувати також із джерела живлення, опублікованого в . При самостійному виготовленні трансформатора можна скористатися методикою розрахунку, викладеною в ; у цьому випадку задаються напругою на вторинній обмотці 20 при струмі 10 А.
Конденсатори С1 та С2 - МБМ або інші на напругу не менше 400 і 160 відповідно. Резистори R1 і R2-СП 1-1 та СПЗ-45 відповідно. Діоди VD1-VD4-Д226, Д226Б або КД105Б. Неонова лампа HL1 – ІН-3, ІН-ЗА; дуже бажано застосовувати лампу з однаковими за конструкцією та розмірами електродами - це забезпечить симетричність імпульсів струму через первинну обмотку трансформатора.
Діоди КД202А можна замінити на будь-які з цієї серії, а також на Д242, Д242А або інші із середнім прямим тоном не менше 5 А. Діод розміщують на дюралюмінієвій тепловідвідній пластині з корисною площею поверхні. розсіювання щонайменше 120 см2. Симистор також слід зміцнити на тепловідвідній пластині приблизно вдвічі меншій площі поверхні. Резистор R6 – ПЕВ-10; його можна замінити п'ятьма паралельно з'єднаними резисторами МЛТ-2 опором 110 Ом.
Пристрій збирають у міцній коробці із ізоляційного матеріалу (фанери, текстоліту тощо). У верхній стінці і в дні слід просвердлити вентиляційні отвори. Розміщення деталей у коробці – довільне. Резистор R1 ("Зарядний струм") монтують на передній панелі, до ручки прикріплюють невелику стрілку, а під нею - шкалу. Ланцюги, що несуть навантажувальний струм, необхідно виконувати дротом марки МГШВ перерізом 2,5...3 мм1.
При налагодженні пристрою спочатку встановлюють необхідну межу зарядного струму (але не більше 10 А) резистором R2. Для цього до виходу пристрою через амперметр на 10 А підключають батарею акумуляторів, суворо дотримуючись полярності. Двигун резистора R1 переводять в. крайнє верхнє за схемою положення, резистора R2 - крайнє нижнє, і включають пристрій в мережу. Переміщуючи двигун резистора R2, встановлюють необхідне значення максимального зарядного струму.
Заключна операція - калібрування шкали резистора R1 в амперах за зразковим амперметром.
У процесі заряджання струм через батарею змінюється, зменшуючись до кінця приблизно на 20%. Тому перед зарядкою встановлюють початковий струм батареї дещо більшим за номінальне значення (приблизно на 10%). Закінчення зарядки оправляють по густині електроліту або вольтметром - напруга відключеної батареї повинна бути в межах 13,8...14,2 Ст.
Замість резистора R6 можна встановити лампу розжарювання напругою 12 В потужністю близько 10 Вт, розмістивши її зовні корпусу. Вона індіювала б підключення зарядного пристрою до акумуляторної батареї і одночасно висвітлювала б робоче місце.
М.ТАЛАНОВ, В.ФОМІН, м. Нижній Новгород
ЛІТЕРАТУРА
1. Енергетична електроніка. Довідковий посібник за ред. В.А.Лабунцова – 1987. с.280. 281, 426. 427.
2. Фомін В. Симістор регулятор потужності. – Радіо, 1981. N 7, с.63.
3. ЗДОРОВ'Я А. Г. Випрямні пристрої стабілізації напруги і заряду акумуляторів - М.: Вища школа, 1988.
4. Гвоздицький Г. Джерело харчування підвищеної потужності.-Радіо, 1992.N4, с.43-44.
5. Миколаїв Ю. Саморобний блок живлення? Ні ніщо простіше. - Радіо, 1992, N4. с. 53,54.
Найпростіший зарядний пристрій для автомобільних і мотоциклетних акумуляторних батарей, як правило, складається з понижуючого трансформатора і підключеного до його вторинної обмотки двовимірного напіввиперівника . Послідовно з батареєю включають потужний реостат для встановлення необхідного зарядного струму. Однак така конструкція виходить дуже громіздкою та надмірно енергоємною, а інші способи регулювання зарядного струму зазвичай її суттєво ускладнюють.
У промислових зарядних пристроях для випрямлення зарядного струму та зміни його значення іноді застосовують триністори КУ202Г. Тут слід зауважити, що пряма напруга на включених триністорах при великому зарядному струмі може досягати 1,5 В. Через це вони сильно нагріваються, а за паспортом температура корпусу тріністора повинна перевищувати +85°С. У таких пристроях доводиться вживати заходів щодо обмеження та температурної стабілізації зарядного струму, що призводить до подальшого їх ускладнення та подорожчання.
Порівняно простий зарядний пристрій, що описується нижче, має широкі межі регулювання зарядного струму - практично від нуля до 10 А - і може бути використано для зарядки різних стартерних батарей акумуляторів на напругу 12 В.
В основу пристрою (див. схему) покладено симисторний регулятор, опублікований в , з додатково введеними малопотужним діодним мостом VD1 - VD4 та резисторами R3 та R5.
Після підключення пристрою до мережі при плюсовому напівперіоді (плюс на верхньому за схемою дроті) починає заряджатися конденсатор С2 через резистор R3, діод VD1 і послідовно з'єднані резистори R1 і R2. При мінусовому напівперіод мережі цей конденсатор заряджається через ті ж резистори R2 і R1, діод VD2 і резистор R5. В обох випадках конденсатор заряджається до однієї напруги, змінюється тільки полярність зарядки.
Як тільки напруга на конденсаторі досягне порога запалення неонової лампи HL1, вона запалюється і конденсатор швидко розряджається через лампу і керуючий електрод сммістора VS1. При цьому симістор відкривається. Наприкінці напівперіоду симистор закривається. Описаний процес повторюється у кожному напівперіоді мережі.
Загальновідомо, наприклад, що управління тиристором за допомогою короткого імпульсу має той недолік, що при індуктивному або високоомному активному навантаженні анодний струм приладу може не встигнути досягти значення струму утримання за час дії керуючого імпульсу. Одним із заходів щодо усунення цього недоліку є включення паралельно навантаженню резистора.
В описуваному зарядному пристрої після включення симістора VS1 його основний струм протікає не тільки через первинну обмотку трансформатора Т1, але і через один з резисторів - R3 або R5, які в залежності від полярності напівперіоду напруги по черзі підключаються паралельно первинній обмотці трансформатора діодами VD .
Цією ж метою служить і потужний резистор R6, що є навантаженням випрямляча VD5, VD6. Резистор R6, хром того, формує імпульси розрядного струму, які, як стверджує [З], продовжують термін служби батареї.
Основним вузлом пристрою є трансформатор Т1. Його можна виготовити на базі лабораторного трансформатора ЛАТР-2М, ізолювавши його обмотку (вона буде первинною) трьома шарами лакоткані і намотавши вторинну обмотку, що складається з 80 витків ізольованого мідного дроту перетином не менше 2 мм, з відведенням від середини. Трансформатор і випрямляч можна запозичувати також із джерела живлення, опублікованого в . При самостійному виготовленні трансформатора можна скористатися методикою розрахунку, викладеною в ; у цьому випадку задаються напругою на вторинній обмотці 20 при струмі 10 А.
Конденсатори С1 та С2 - МБМ або інші на напругу не менше 400 і 160 відповідно. Резистори R1 і R2-СП 1-1 та СПЗ-45 відповідно. Діоди VD1-VD4-Д226, Д226Б або КД105Б. Неонова лампа HL1 – ІН-3, ІН-ЗА; дуже бажано застосовувати лампу з однаковими за конструкцією та розмірами електродами - це забезпечить симетричність імпульсів струму через первинну обмотку трансформатора.
Діоди КД202А можна замінити на будь-які з цієї серії, а також на Д242, Д242А або інші із середнім прямим тоном не менше 5 А. Діод розміщують на дюралюмінієвій тепловідвідній пластині з корисною площею поверхні розсіювання не менше 120 см2. Симистор також слід зміцнити на тепловідвідній пластині приблизно вдвічі менше площі поверхні. Резистор R6 – ПЕВ-10; його можна замінити п'ятьма паралельно з'єднаними резисторами МЛТ-2 опором 110 Ом.
Пристрій збирають у міцній коробці із ізоляційного матеріалу (фанери, текстоліту тощо). У верхній стінці і в дні слід просвердлити вентиляційні отвори. Розміщення деталей у коробці – довільне. Резистор R1 ("Зарядний струм") монтують на передній панелі, до ручки прикріплюють невелику стрілку, а під нею - шкалу. Ланцюги, що несуть навантажувальний струм, необхідно виконувати дротом марки МГШВ перерізом 2,5...3 мм.
При налагодженні пристрою спочатку встановлюють необхідну межу зарядного струму (але не більше 10 А) резистором R2. Для цього до виходу пристрою через амперметр на 10 А підключають батарею акумуляторів, суворо дотримуючись полярності. Двигун резистора R1 переводять у крайнє верхнє за схемою положення, резистора R2 - крайнє нижнє, і включають пристрій в мережу. Переміщуючи двигун резистора R2, встановлюють необхідне значення максимального зарядного струму.
Заключна операція - калібрування шкали резистора R1 в амперах за зразковим амперметром.
У процесі заряджання струм через батарею змінюється, зменшуючись до кінця приблизно на 20%. Тому перед зарядкою встановлюють початковий струм батареї дещо більшим за номінальне значення (приблизно на 10%). Закінчення зарядки визначають за густиною електроліту або вольтметром - напруга відключеної батареї повинна бути в межах 13,8...14,2 В.
Замість резистора R6 можна встановити лампу розжарювання напругою 12 В потужністю близько 10 Вт, розмістивши її зовні корпусу. Вона індикувала б підключення зарядного пристрою до акумуляторної батареї і одночасно висвітлювала б робоче місце.
Література
1. Енергетична електроніка. Довідковий посібник за ред. В.А.Лабунцова – 1987. с.280. 281, 426. 427.
2. Фомін В. Симістор регулятор потужності. – Радіо, 1981. N 7, с.63.
3. ЗДОРОВ'Я А. Г. Випрямні пристрої стабілізації напруги і заряду акумуляторів - М.: Вища школа, 1988.
4. Гвоздицький Г. Джерело харчування підвищеної потужності.-Радіо, 1992.N4, с.43-44.
5. Миколаїв Ю. Саморобний блок живлення? Ні ніщо простіше. - Радіо, 1992, N4. с. 53,54.
Порівняно простий зарядний пристрій (див. рис. 2.59), що описується нижче, має широкі межі регулювання зарядного струму.-практично від нуля до 10 А-і може бути використано для заряджання різних стартерних батарей акумуляторів на напругу 12 Ст.
Малюнок 2.59. Принципова схема зарядного пристрою для акумуляторних стартерних батарей.
В основу пристрою покладено симисторний регулятор з малопотужним діодним мостом VD1 ÷ VD4 та резисторами R3 та R5. Після підключення пристрою до мережі при плюсовому напівперіоді (плюс на верхньому за схемою дроті) починає заряджатися конденсатор С2 через резистор R3, діод VD1 і послідовно з'єднані резистори R1 і R2. При мінусовому напівперіод мережі цей конденсатор заражається через ті ж резистори R2 і R1, діод VD2 і резистор R5. В обох випадках конденсатор заряджається до однієї напруги, змінюється тільки полярність зарядки. Як тільки напруга на конденсаторі досягне порога запалювання неонової лампи HL1, вона запалюється і конденсатор швидко розряджається через лампу і керуючий електрод симістора VS1.
При цьому симістор відкривається. Наприкінці напівперіоду симистор закривається. Описаний процес повторюється у кожному напівперіоді мережі.
Загальновідомо, що керування тиристором за допомогою короткого імпульсу має той недолік, що при індуктивному або високоомному активному навантаженні анодний струм приладу може не встигнути досягти значення утримування струму за час дії керуючого імпульсу.-Одним із заходів щодо усунення цього недоліку є включення паралельно навантаженню резистора. У зарядному пристрої, що описується, після включення симістора VS1 його основний струм протікає не тільки через первинну обмотку трансформатора Т1, але і через один з резисторів
R3 або R5, які в залежності від полярності напівперіоду напруги по черзі підключаються паралельно первинній обмотці трансформатора діодами VD4 і VD3 відповідно.
Цією ж метою служить і потужний резистор R6, що є навантаженням випрямляча VD5, VD6.
Резистор R6, крім того, формує імпульси розрядного струму, які продовжують термін служби батареї.
Налаштування зарядного пристрою для стартерних акумуляторних батарей-калібрування шкали резистора R1 в амперах за зразковим амперметром. У процесі заряджання струм через батарею змінюється, зменшуючись до кінця приблизно на 20%. Тому перед зарядкою встановлюють початковий струм батареї дещо більшим за номінальне значення (приблизно на 10%).
Закінчення зарядки визначають за щільністю електроліту або вольтметром-напруга відключеної батареї повинна бути в межах 13,8 ÷ 14,2 Ст.
Замість резистора R6 можна встановити лампу розжарювання напругою 12 В потужністю близько 10 Вт, розмістивши її зовні корпусу. Вона індикувала б підключення зарядного пристрою до акумуляторної батареї і одночасно висвітлювала б робоче місце.
Деталі зарядного пристрою для стартерних акумуляторних батарей
Основним вузлом пристрою є трансформатор Т1. Його можна виготовити на базі лабораторного трансформатора ЛАТР-2М, ізолювавши його обмотку (вона буде первинною) трьома шарами лакоткані і намотавши вторинну обмотку, що складається з 80 витків ізольованого мідного дроту перетином не менше 3 мм 2 з відведенням від середини.
При самостійному виготовленні трансформатора, задаються наступні параметри: напругою на вторинній обмотці 20 при струмі 10 А,
Конденсатори С1 та С2-МБМ або інші на напругу не менше 400 і 160 відповідно.
Резистори R1 та R2 - СП 1-1 та СПЗ-45 відповідно.
Резистор R6 - ПЕВ-10 його можна замінити п'ятьма паралельно з'єднаними резисторами МЛТ-2 опором 110 Ом.
Неонова лампа HL1-ІН-3, ІН-ЗА, бажано застосовувати лампу з однаковими за конструкцією та розмірами електродами-це забезпечить симетричність імпульсів струму через первинну обмотку трансформатора.
Діоди VD1 ÷ VD4 - Д226, Д226Б чи КД105Б.
Діоди КД202А можна замінити на будь-які з цієї серії, а також на Д242, Д242А або інші із середнім прямим струмом не менше 5 А. Діоди розміщують на дюралюмінієвій пластині, що тепловідводить, з корисною площею поверхні, розсіювання не менше 120 см 2 .
Симистор також слід зміцнити на тепловідвідній пластині приблизно вдвічі менше площі поверхні.
Ланцюги, що несуть струм навантаження, необхідно виконувати проводом марки МГШВ перерізом 2,5 ÷ 3 мм 2 .
