[實用新型]三相電容式充電機

無效

• 申請號: 93205472.2
• 申請日: 1993-03-04
• 公開（公告）號: CN2162734Y
• 公開（公告）日: 1994-04-20
• 發明（設計）人: 邵學飛;郭丹
• 申請（專利權）人: 邵學飛;郭丹
• 主分類號: H02J7/02
• 分類號: H02J7/02;H02M5/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型三相電容式充電機，屬于化學電源的使用維修技術領域。特別涉及一種用于大功率蓄電池組充電的設備改進。

目前工業應用的蓄電池充電機主要有二類，一類為由調壓器（TB）整流變壓器（ZB）整流器（ZL）組成的充電機，原理如圖1所示。工作原理為：交流電壓由調壓變壓器調整，經整流變壓器隔離并實現功率匹配，通過二極管整流形成脈動直流為蓄電池充電。其中采用的調壓器。變壓器均屬于感性設備，功率因數低，電能損耗大，設備構成復雜難于實現自動控制，第二類是可控硅整流充電機，原理如圖2所示。其工作原理是：由整流變壓器提供與負載匹配的交流電壓，通過控制可控硅觸發角來調整直流充電電壓和電流，L為平波電感。

本實用新型的發明目的在于提供一種改進型大功率充電裝置，克服上述兩類充電機感性無功損耗的缺點。實現容性電流充電，消除諧波干擾，降低能量損耗，提高充電效率。

本實用新型的發明目的通過以下方式予以實現。本實用新型的構成如圖4，由交直流轉換電路（1）去極化及輸出電路（2）；狀態檢測器（3）和控制器（4）組成。其特征在于：所述交直流轉換電路是在二極管三相橋式整流電路的交流輸入側三相對稱串接入電容器組；在整流橋出口兩端接入由電容C0組成的支路，再通過扼流電感L1向蓄電池組供電，去極化放電功能由C0和L1實現。所說的電容器組應同時滿足下列特征：A）每個電容器組由三個相同的電容構成，各個電容的一端分別接于三相整流橋臂上，另一端通過三個同步開關分別與三相電源相接；B）電容器組的個數，根據充電制度需要為1－N個。狀態檢測器和控制器可以用模擬或數字 控制技術實現，根據不同的充電制式設計相應的控制模式，以滿足各種需要。

其工作原理是：三相交流電經電容耦合到整流輸入端，經過二極管整流后給蓄電池充電。由于電網電壓相對穩定，蓄電池的反電勢也是相對穩定的，故電容器組在每一周期所耦合的電量與電容量基本成正比，通過調整電容器組的電容量就可以控制輸出電流。在一定的電容量下充電電流相對穩定。故本實用新型系列充電機具有電流型工作特性。

顯而易見本實用新型系列充電機向電網吸收容性電流，且無可控硅相控整流造成的高次電流諧波對電網污染，對改善電網負荷提高功率因數具有重要意義。

由于電容器的傳輸損耗比變壓器小近兩個數量級。將大大提高充電機的電能傳輸效率，效率將提高至接近分之百，具有巨大的節能效益，實現了上述的發明目的。

此外本實用新型系列充電機，比相同容量的傳統充電機體積小成本低，而可靠性將大大提高。

圖5是本實用新型的一種實施例的電氣原理圖。這是根據美國專家馬斯的研究成果——充電過程中蓄電池最大電流接受力曲線（簡稱MAS曲線）設計的一種快速充電機，MAS曲線的表達式如下：

I_c＝I_mE^－pt

實踐證明按照這條曲線充電，可以以最快速度，最小出氣量對鉛酸蓄電池充電。從而即提高充電工作效率，又不損壞蓄電池，比其它充電制有不可比擬的技術經濟優越性。

下面簡述該實施例的構成與工作原理。它由交直流變換電路，輸出及去極化電路，極性檢測電路及檢測控制電路組成。極性檢測電路檢測蓄電池組的極性是否正確，正確則J5閉合允許充電。圖5中ZBH為直流電壓變 換器通過它將蓄電池端電壓檢測變換隔離輸入由555時基電路構成的鑒幅電路，鑒幅電路通過蓄電池端電壓的變化判斷充電狀態形成脈充輸入計數器CC46160，由與非門構成的邏輯控制電路，根據計數器狀態決定充電電流大小，通過TD62504大功率電平匹配驅動電路，驅動相應的開關，投入適當的電容量。其工作過程如下：蓄電池接入且正確，J5閉合。接入電網，檢測控制電路得電，計數器上電清零，ZBH測得蓄電池殘壓，進入初始充電過程，K1K2K3皆閉合，電容全部投入，以最大電流充電。隨著充電安時數增加蓄電池端電壓升高，當充電電流曲線與MAS曲線相交時，電壓升高至極限值時基電路翻轉，J4得電，K1K2K3斷電停止充電，與此同時C0.L與蓄電池構成振蕩充放電電路實現幾個放電去極化脈沖。放電結束后，若電池沒有充好，鑒幅電路再翻轉，根據計數器狀態決定下一步充電電流并投入相應的電容量。依此類推，實現如圖3所示的充電電流曲線，這是一條接近MAS曲線的充電電流曲線。可以實現快速高效又不損壞蓄電池的技術期望。

圖1是調壓器式充電機原理圖，其中TB為調壓器，ZB為整流變壓器，ZL為整流器，E為負載。

圖2是可控硅充電機原理圖，ZB為整流變壓器，SCR為可控硅橋式整流器，L為平波電感。