RU2133541C1

RU2133541C1 - Method of and device for forming load supply asymmetrical current

Info

Publication number: RU2133541C1
Application number: RU98105541A
Authority: RU
Inventors: А.Г. Николаев
Original assignee: Николаев Анатолий Григорьевич
Priority date: 1998-03-05
Filing date: 1998-03-05
Publication date: 1999-07-20

Abstract

FIELD: electrical engineering; charging of storage batteries with asymmetrical alternating current from three-phase alternating current source and energy saving charging system of storage battery. SUBSTANCE: method provides forming of asymmetrical alternating current by summing up direct and alternating components at which energy take-off from three-phase alternating current source, its storing and transmission to storage battery is carried out in three steps, using linear voltage at one step, linear voltage in other step and phase voltage in third step. Device forms asymmetrical alternating current by means of two charge-discharge capacitors and two rectifiers. Each capacitor stores battery charging energy and it is then charged to amplitude of linear voltage of three-phase alternating current source, and summing up of energy of these charge-discharge capacitors is provided by source energy in third step, at phase voltage of three-phase alternating current source by reconfiguration of charge-discharge circuits provided by rectifiers of charging system. EFFECT: reduced alternating component of formed current, increased relative value of direct component. 2 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способам и устройствам для формирования асимметричного переменного тока (АПТ), используемого для питания нагрузки с противоЭДС, например при формовке (формировке) во время производства, заряда и подзаряда аккумуляторов и аккумуляторных батарей (АБ) при их эксплуатации. Оно может быть использовано в гальванотехнике, а также в системах электроснабжения как стационарных, так и различных автономных объектов с применением форсированного (ускоренного) заряда и разряда аккумуляторов импульсным - асимметричным переменным током. The invention relates to the field of electrical engineering, and in particular to methods and devices for generating an asymmetric alternating current (APT) used to power a load with a counter-emf, for example, during molding (formation) during the production, charging and recharging of batteries and rechargeable batteries (AB) operation. It can be used in electroplating, as well as in power supply systems of both stationary and various autonomous objects using a forced (accelerated) charge and discharge of batteries by a pulse - asymmetric alternating current.

Асимметричный (называемый также реверсивным и рефлексным) переменный ток применяется в гальванотехнике для заряда аккумуляторов при их производстве и эксплуатации, а также для регенерации гальванических элементов. Он содержит постоянную и переменную составляющие и представляет собой совокупность чередующихся зарядных и разрядных импульсов, а иногда и совокупность зарядно-разрядных импульсов и пауз между ними. Переменная составляющая тока, осуществляя деполяризацию злектрохимической системы (ЭХС), активизирует процессы в ней, а постоянная составляющая производит необходимую работу, в частности в химических источниках тока (ХИТ) обеспечивает накопление энергии, т.е. заряд ХИТ. Asymmetric (also called reverse and reflex) alternating current is used in electroplating to charge batteries during their production and operation, as well as for the regeneration of galvanic cells. It contains constant and variable components and is a combination of alternating charge and discharge pulses, and sometimes a combination of charge-discharge pulses and pauses between them. The alternating current component, by depolarizing the electrochemical system (ECS), activates the processes in it, and the constant component does the necessary work, in particular in chemical current sources (CIT) it provides energy storage, i.e. HIT charge.

Все многообразие способов обработки изделий асимметричным током, в том числе заряда ХИТ АПТ (см., например, А.Г.Николаев, Г.Н.Петров, Б.М.Сухарев и В. А.Хохдов. Системы электроснабжения, электрические сети и освещение. - Л.: ВИКИ им.А.Ф.Можайского, 1978, 189-191 с.), может быть сведено к двум основным группам способов формирования реверсного тока: разнополярными импульсами тока источника /источников/ и однополярными импульсами или непрерывным током источника. The whole variety of methods of processing products with asymmetric current, including the charge of the HIT APT (see, for example, A.G. Nikolayev, G.N. Petrov, B.M. Sukharev and V.A. Khokhdov. Power supply systems, electrical networks and illumination .-- L .: VIKI named after A.F. Mozhaysky, 1978, 189-191 pp.), can be reduced to two main groups of methods for generating reverse current: bipolar current pulses of the source (s) / and unipolar pulses or continuous source current .

Формирование АТП в первой группе осуществляется тремя способами: наложением импульсов пульсирующего тока на постоянный, наложением переменного тока на постоянный или наложением пульсирующего тока на переменный ток той же частоты. The formation of ATP in the first group is carried out in three ways: by applying pulses of a pulsating current to a constant current, by applying an alternating current to a direct current, or by applying a pulsating current to an alternating current of the same frequency.

Во второй группе способов зарядный источник генерирует однополярные зарядные импульсы так называемого "прямого" тока, а подразрядные импульсы "обратного" тока формируют специальными устройствами, усложняющими конструкцию систем заряда ХИТ, поэтому такие способы применяются сравнительно редко. In the second group of methods, a charging source generates unipolar charging pulses of the so-called “forward” current, and subdischarge pulses of the “reverse” current are generated by special devices that complicate the design of CIT charge systems, so such methods are used relatively rarely.

Известен способ формирования АПТ для заряда АБ от источника трехфазного переменного напряжения (ИТПН), при реализации которого [I, II] переменную и постоянную составляющие суммируют непосредственно в заряжаемой АБ, как показано на схемах фиг. 5 и 6. There is a known method of forming a battery for charging a battery from a three-phase alternating voltage (ITPN) source, in which [I, II] the variable and constant components are added directly to a charged battery, as shown in the diagrams of FIG. 5 and 6.

В устройствах (системах), реализующих этот способ, формирование постоянной составляющей в виде униполярных, то есть однополярных импульсов тока, производится вентилями в одном полупериоде и эти импульсы детектированного тока накладывают на переменный ток, проводимый через зарядно-разрядный конденсатор (ЗРК), создаваемый напряжением смежной фазы /линии/ ИТПН. Батарея в такой С3 может быть заряжена до напряжения, не превышающего амплитудного значения линейного напряжения. Однополупериодная передача энергии в АБ влечет весьма низкое использование мощности источника, так как активной мощностью нагружается только одна его фаза /линия/, что приводит к существенной несимметрии токов трехфазного источника. Так как ограничение величины зарядного тока в известных устройствах осуществляется активным сопротивлением проводов, вентилей и сопротивлением источника, энергетические показатели таких систем заряда (С3) имеют сравнительно низкие значения (см., например, Электричество, N 11, 1984, 61-64 с. А.Г.Николаев. Определение и совершенствование энергетических показателей систем заряда аккумуляторов) и для улучшения показателей приходится батареи секционировать, что усложняет схему С3. In devices (systems) that implement this method, the formation of a constant component in the form of unipolar, that is, unipolar current pulses, is performed by valves in one half-cycle and these detected current pulses are superimposed on an alternating current conducted through a charge-discharge capacitor (SAM) created by voltage adjacent phase / line / ITPN. The battery in such a C3 can be charged to a voltage not exceeding the amplitude value of the line voltage. The half-wave energy transfer to the AB leads to a very low use of the source power, since only one phase / line / is loaded with active power, which leads to a significant asymmetry of the currents of the three-phase source. Since the limitation of the magnitude of the charging current in known devices is carried out by the active resistance of wires, valves and the resistance of the source, the energy indicators of such charge systems (C3) are relatively low (see, for example, Electricity, N 11, 1984, 61-64 S. A .G. Nikolayev. Definition and improvement of energy indicators of battery charging systems) and to improve indicators, it is necessary to partition the batteries, which complicates the C3 circuit.

Более совершенные энергетические показатели обеспечивают С3 с реактивными ограничителями тока, выполненным в виде дросселя, включенного по схеме фиг. 7 на выходе выпрямителя [III и IV], однако переменную составляющую в этой С3 формируют инвертором, усложняющим схему зарядного устройства. More advanced energy indicators provide C3 with reactive current limiters, made in the form of a choke, included in the circuit of FIG. 7 at the output of the rectifier [III and IV], however, the variable component in this C3 is formed by an inverter, complicating the charger circuit.

Известен также способ формирования АПТ для заряда АБ от ИТПН, для формирования постоянной составляющей в котором используется ток всех трех фаз [V] . В этом способе фазовые обмотки ИТПН, преимущественно вторичные обмотки трансформатора, соединяют в последовательную цепочку так (схема на фиг. 8), что две обмотки включены согласно и встречно по отношению к третьей. Поэтому в устройстве (системе), реализующем данный способ, напряжение на цепочке из обмоток, равное двойному фазному напряжению источника /работающему в однофазном режиме/, подключенное к входной диагонали выпрямителя-утроителя напряжения, изменяется на выходе этого моста в диапазоне (4±2) амплитудного значения фазового напряжения /другими словами, в интервале от двойного до шестикратного. Так как переменная составляющая АПТ, приходящая через зарядно-разрядные конденсаторы, имеет практически синусоидальный (косинусоидальный) характер, наложение на нее постоянной составляющей в виде униполярных импульсов обеспечивает формирование АПТ с формой, принятой за оптимальную (см., например, А.Е.Зорхович и др. Устройства для заряда и разряда аккумуляторных батарей. М., Энергия, 1975, рис.7-3), то есть амплитуда (под)зарядного (прямого) импульса тока должна быть больше амплитуды (под)разрядного импульса. There is also known a method of forming APT for the battery charge from IIT, for the formation of a constant component in which the current of all three phases is used [V]. In this method, the phase windings of IITs, mainly the secondary windings of the transformer, are connected in a series circuit so (the circuit in Fig. 8) that the two windings are connected in accordance with and opposed to the third. Therefore, in a device (system) that implements this method, the voltage on the chain of windings equal to the double phase voltage of the source / operating in single-phase mode / connected to the input diagonal of the voltage rectifier-tripler changes at the output of this bridge in the range (4 ± 2) the amplitude value of the phase voltage / in other words, in the range from double to six times. Since the variable component of the APT coming through the charge-discharge capacitors has an almost sinusoidal (cosine) character, applying a constant component to it in the form of unipolar pulses ensures the formation of the APT with the shape accepted as optimal (see, for example, A.E. Zorkhovich and other devices for charging and discharging rechargeable batteries. M., Energy, 1975, Fig. 7-3), that is, the amplitude of the (sub) charging (direct) current pulse must be greater than the amplitude of the (sub) discharge pulse.

В специальной литературе (В.В.Романов и Ю.М.Хашев. Химические источники тока. М. Сов. радио, 1968, 338 с., рис.171), относительная длительность прямого импульса в 10-30 раз больше длительности обратного - (под)разрядного импульса. Там же отмечается, что соотношение абсолютных величин зарядного и разрядного импульсов тока является несущественным, однако емкость АБ при заряде АТП превышает на 15% и более по сравнению с зарядом постоянным током. Батарея, подключенная к этой системе по фиг. 8, может быть заряжена до напряжения, вдвое превышающего амплитуду фазового, а постоянная составляющая напряжения не превышает 33,4% выходного напряжения системы. In the special literature (V.V. Romanov and Yu.M. Khashev. Chemical current sources. M. Sov. Radio, 1968, 338 p., Fig. 171), the relative duration of the direct pulse is 10-30 times longer than the duration of the reverse - (sub) discharge pulse. It is also noted there that the ratio of the absolute values of the charging and discharging current pulses is insignificant, however, the battery capacity when charging the ATP exceeds by 15% or more compared with a constant current charge. The battery connected to this system of FIG. 8, can be charged up to a voltage twice the amplitude of the phase, and the constant component of the voltage does not exceed 33.4% of the output voltage of the system.

Недостатком данного способа и систем, его реализующих, является работа ИТПН в однофазном режиме, сравнительно большая неравномерность отбора энергии от ИТПН, невысокое относительное значение напряжения постоянной составляющей АПТ, не превышающего, как отмечено выше, 33,4% выходного напряжения и соответственно большое значение переменной составляющей напряжения, достигающей 66,6%. The disadvantage of this method and systems that implement it is the operation of single-phase IITs, the relatively large non-uniformity of energy extraction from IITs, a low relative voltage value of the DC component of the ATP, not exceeding, as noted above, 33.4% of the output voltage and, accordingly, a large value of the variable voltage component, reaching 66.6%.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является способ формирования асимметричного тока для питания нагрузки с противоЭДС, например, при заряде аккумуляторов от источника трехфазного переменного напряжения, при котором суммируют переменную составляющую с постоянной составляющей, полученной суммированием энергии, накопленной в двух тактах преобразования, причем в первом такте накопление указанной энергии производят с использованием одного линейного напряжения, во втором такте - с использованием другого линейного напряжения этого же источника, а в третьем такте суммируют энергию, накопленную в первых двух тактах [VI]. The closest in technical essence to this invention is a method of forming an asymmetric current to power a load with a counter-emf, for example, when charging batteries from a three-phase AC voltage source, in which the AC component is added with the DC component obtained by summing the energy stored in two conversion clocks, and in the first cycle, the accumulation of the indicated energy is performed using one linear voltage, in the second cycle - using another line the same-frequency voltage source, and the third clock cycle are summed energy accumulated in the first two cycles [VI].

В этом способе постоянную составляющую АПТ создают за счет непосредственного выпрямления двойного фазового напряжения ИТПН, а также суммированием энергии, запасаемой в трех тактах выпрямления - преобразования энергии двух линейных напряжений трехфазного источника. В первом такте под действием напряжения одной линии часть энергии выпрямленного тока накапливается в заряжаемой АБ, а другая часть энергии запасается в емкостном накопителе. Во втором такте под действием другого линейного напряжения часть энергии также запасается в АБ, а другая часть накапливается во втором емкостном накопителе. И наконец в третьем такте под действием двойного фазового напряжения источника производится суммирование энергии (запасенной емкостными накопителями в первых двух тактах) с энергией источника и передача ее в заряжаемую АБ. In this method, the constant component of the APT is created by directly rectifying the double phase voltage of the IIT, as well as by summing the energy stored in three rectification cycles - converting the energy of two linear voltages of a three-phase source. In the first cycle, under the influence of the voltage of one line, part of the energy of the rectified current is accumulated in the charged battery, and the other part of the energy is stored in the capacitive storage. In the second cycle, under the influence of another linear voltage, part of the energy is also stored in the battery, and the other part is stored in the second capacitive storage. And finally, in the third step, under the action of the double phase voltage of the source, the energy (stored by capacitive storage in the first two cycles) is summed with the energy of the source and transferred to a charged battery.

Недостатком этого способа является формирование переменной составляющей АПТ на удвоенном значении фазового напряжения ИТПН, что приводит к увеличению переменной составляющей формируемого тока. The disadvantage of this method is the formation of a variable component of the APT at a doubled value of the phase voltage of the IIT, which leads to an increase in the variable component of the generated current.

Наиболее близким к данному устройству по его технической сущности служит система заряда аккумуляторной батареи асимметричным током, содержащая положительную и отрицательную выходные клеммы для подключения заряжаемой аккумуляторной батареи и вентильно-конденсаторный выпрямитель-формирователь асимметричного тока источника трехфазного переменного тока, две обмотки которого соединены согласно-последовательно и встречно по отношению третьей, образованный двумя вентилями, например диодами и двумя конденсаторами, в котором анод одного вентиля и одна обкладка одного конденсатора создают отрицательную выходную клемму, другая обкладка этого конденсатора подключена к точке соединения двух концевых выводов первой и второй обмоток источника трехфазного переменного тока, а катод другого вентиля через другой конденсатор подключен к началу третьей обмотки источника трехфазного переменного тока [VI]. The closest to this device in its technical essence is an asymmetric current charging system containing a positive and negative output terminals for connecting a rechargeable battery and a valve-capacitor rectifier-driver of an asymmetric current source of a three-phase alternating current, the two windings of which are connected in series and counter to the third, formed by two gates, for example diodes and two capacitors, in which the anode is one the gate and one lining of one capacitor create a negative output terminal, the other lining of this capacitor is connected to the connection point of the two terminal leads of the first and second windings of the three-phase alternating current source, and the cathode of the other valve through the other capacitor is connected to the beginning of the third winding of the three-phase alternating current source [VI] .

В этом устройстве (фиг.9 и 10) обмотки трехфазного источника нагружаются в течение всего периода каждая по два раза и неравномерность отбора энергии уменьшается. Выпрямитель-формирователь (ВФ) асимметричного тока в простейшем виде (как показано на схеме фиг. 10), имея 2 вентиля и 2 конденсатора, обеспечивает формирование АПТ с выходным напряжением, изменяющемся в диапазоне

от амплитуды фазового напряжения ИТПН, так как суммирование энергии в третьем такте формирования и проведения в нагрузку постоянной составляющей асимметричного тока производится на двойном фазовом напряжении трехфазного источника. Поэтому постоянная составляющая в выходном напряжении ВФ не превышает 27%, а 73% приходится на долю переменной составляющей. Столь большое значение переменной составляющей не только обеспечивает активную деполяризацию ЭХС, но и увеличивает нагрев заряжаемых АБ.In this device (Figs. 9 and 10), the windings of a three-phase source are loaded twice during the entire period, and the unevenness of energy selection is reduced. The rectifier-shaper (VF) of the asymmetric current in its simplest form (as shown in the diagram of Fig. 10), having 2 valves and 2 capacitors, ensures the formation of a short-circuit current with an output voltage that varies in the range

from the amplitude of the phase voltage of the IIT, since the summation of energy in the third step of the formation and conduction of the constant component of the asymmetric current into the load is performed on the double phase voltage of a three-phase source. Therefore, the constant component in the output voltage of the WF does not exceed 27%, and 73% falls on the share of the variable component. Such a great importance of the variable component not only ensures the active depolarization of the ECS, but also increases the heating of the charged batteries.

Целью изобретения в энергосберегающем способе формирования АПТ для питания нагрузки с противоЭДС, например при заряде АБ от ИТПН, при котором суммируют переменную составляющую с постоянной составляющей, полученной суммированием энергии, накопленной в двух тактах преобразования, причем в первом такте накопление указанной энергии производят с использованием одного, во втором такте - с использованием другого линейных напряжений ИТПН, а в третьем такте суммируют энергию, накопленную в первых двух тактах, является уменьшение переменной составляющей формируемого тока и увеличение относительного значения постоянной составляющей выходного напряжения систем формирования АПТ, то есть значения постоянной составляющей, отнесенной к максимальному значению выходного напряжения ВФ. The aim of the invention is in an energy-saving method of forming APT for supplying a load with a counter-emf, for example, when charging an AB from an IIT, in which a variable component with a constant component obtained by summing the energy stored in two conversion cycles is added up, and in the first cycle, the specified energy is generated using one , in the second step - using a different linear voltage of the IIT, and in the third step the energy accumulated in the first two cycles is summed up, is a decrease in the variable with nent generated current and increase the relative value of the constant component of the output voltage forming systems LOCA, i.e. values of the dc component, divided by the maximum value of the output voltage VF.

Для достижения технического результата в первом такте используют линейное напряжение с обмоток первой и второй фаз, во втором такте - с обмоток третьей и второй фаз 1, в третьем также суммируют энергию, накопленную в первых двух тактах, с энергией второй фазы упомянутого источника, формирование постоянной составляющей АПТ с предложенным способом, отличая заявленный способ от прототипа, уменьшая вдвое переменное напряжение источника в третьем такте, обеспечивает улучшение удельных энергетических показателей систем, реализующих этот способ. To achieve a technical result, in the first cycle, linear voltage is used from the windings of the first and second phases, in the second cycle - from the windings of the third and second phases 1, in the third cycle the energy accumulated in the first two cycles is also summed with the energy of the second phase of the mentioned source, the formation of a constant component of APT with the proposed method, distinguishing the claimed method from the prototype, halving the alternating voltage of the source in the third cycle, provides an improvement in the specific energy indicators of systems implementing this method about.

Целью изобретения в системе заряда аккумуляторной батареи асимметричным током, содержащей положительную и отрицательную выходные клеммы для подключения заряжаемой аккумуляторной батареи и вентильно-конденсаторный выпрямитель-формирователь асимметричного тока источника трехфазного переменного рока, например трансформатор, две вторичные обмотки которого соединены согласно-последовательно и встречно до отношению третьей, образованный двумя вентилями, например диодами и двумя конденсаторами, в котором анод одного вентиля и одна обкладка первого конденсатора создают отрицательную выходную клемму, другая обкладка этого конденсатора подключена к точке соединения двух концевых выводов первой и второй обмоток источника трехфазного переменного тока, а катод другого вентиля через другой конденсатор подключен к начальному выводу третьей обмотки источника трехфазного переменного тока является улучшение ее удельных энергетических показателей путем увеличения скорости передачи энергии ИТПН (то есть зарядной мощности) в заряжаемую АБ за счет уменьшения переменной составляющей формируемого тока и соответствующего увеличения относительного значения постоянной составляющей выходного напряжения этой системы. При атом заряд аккумуляторов производят преимущественно в диапазоне от 1,8 до 2,46 амплитуды фазового напряжения трехфазного источника. The aim of the invention in the system of charging a battery with an asymmetric current, containing positive and negative output terminals for connecting a rechargeable battery and a valve-capacitor rectifier-driver of an asymmetric current source of a three-phase alternating rock, for example a transformer, the two secondary windings of which are connected in series and counter the third, formed by two gates, for example diodes and two capacitors, in which the anode of one valve and one obk the tab of the first capacitor creates a negative output terminal, the other lining of this capacitor is connected to the connection point of the two terminal leads of the first and second windings of the three-phase AC source, and the cathode of the other valve through the other capacitor is connected to the initial output of the third winding of the three-phase AC source is to improve its specific energy indicators by increasing the speed of transfer of energy ITPN (that is, charging power) to a charged battery by reducing the variable state The resulting generated current and a corresponding increase in the relative value of the DC component of the output voltage of this system. At an atom, the charge on the batteries is predominantly in the range of 1.8 to 2.46 of the amplitude of the phase voltage of the three-phase source.

Поставленная цель достигается тем, что отрицательная выходная клемма через один конденсатор подключена к концевым выводам первой и второй обмоток ИТПН и к аноду первого вентиля непосредственно, катод которого соединен с концевым выводом третьей обмотки источника, при этом начало третьей обмотки подключено к началу второй обмотки ИТПН и точка их соединения подключена через другой конденсатор к положительной выходной клемме и к катоду другого вентиля, анод которого подключен к началу первой обмотки упомянутого источника. This goal is achieved by the fact that the negative output terminal is connected through one capacitor to the end terminals of the first and second windings of the IIT and to the anode of the first valve directly, the cathode of which is connected to the end output of the third winding of the source, while the beginning of the third winding is connected to the beginning of the second winding of the IIT and their connection point is connected through another capacitor to the positive output terminal and to the cathode of another valve, the anode of which is connected to the beginning of the first winding of the mentioned source.

Соединение последовательной цепочки из трех обмоток трехфазного источника (трансформатора) описанным образом к вентилям, ЗРК и выходным клеммам системы, отличая заявленную схему от прототипа, обеспечивает улучшение ее удельных энергетических показателей путем увеличения относительного значения постоянной составляющей выходного напряжения, в результате чего увеличивается зарядная мощность АБ (то есть скорость передачи энергии ИТПН в батарею). Отсутствие опубликованных рекомендаций по исполнению заявленной схемы соединений вентилей, ЗРК и обмоток ИТПН для достижения этого эффекта, показывая новизну взаимосвязи существенных признаков системы и положительного эффекта, обеспечивает отличия от известных аналогов и изобретательский уровень предлагаемой системы. The connection of a serial chain of three windings of a three-phase source (transformer) in the described manner to the valves, air defense systems and the output terminals of the system, distinguishing the claimed circuit from the prototype, provides an improvement in its specific energy performance by increasing the relative value of the DC component of the output voltage, which increases the battery charging power (that is, the energy transfer rate of an IEP to the battery). The lack of published recommendations on the implementation of the claimed circuit connections of valves, SAM and windings ITPN to achieve this effect, showing the novelty of the relationship of the essential features of the system and the positive effect, provides differences from known analogues and the inventive step of the proposed system.

Принципиальная электрическая схема системы заряда АБ АПТ согласно изобретению представлена на фиг. 1, где выпрямитель-формирователь (ВФ) асимметричного тока выполнен на диодах, обмотки ИТПН соединены своими начальными и концевыми выводами непосредственно в последовательную цепочку, а на фиг. 2 - 4 изображены возможные варианты схемного исполнения этой системы. Schematic diagram of the AB charge system of a charge according to the invention is shown in FIG. 1, where the asymmetric current rectifier-shaper (VF) is made on diodes, the IIT windings are connected by their initial and final terminals directly to a series circuit, and in FIG. 2 - 4 illustrate possible circuit designs of this system.

Система заряда аккумуляторной батареи содержит положительную 1 и отрицательную 2 выходные клеммы для подключения заряжаемой батареи 3 и ВФ АПТ трехфазного источника, например трансформатора, вторичные обмотки 4, 5 и 6 которого соединены в последовательную цепочку непосредственно своими выводами. Начальные выводы (начала) обмоток отмечены на схемах точкой и как видно из схемы по фиг. 1, концевые выводы (концы) первой обмотки (4) и второй (5) соединены друг с другом, а начала (начальные выводы) второй и третьей (6) обмоток соединены друг с другом, то есть две обмотки включены (соединены) согласно-последовательно друг с другом и встречно по отношению к третьей. The battery charging system contains positive 1 and negative 2 output terminals for connecting a rechargeable battery 3 and a VF APT of a three-phase source, for example, a transformer, the secondary windings 4, 5 and 6 of which are connected in series to their terminals directly. The initial conclusions (start) of the windings are marked on the diagrams by a dot, and as can be seen from the diagram of FIG. 1, the terminal leads (ends) of the first winding (4) and the second (5) are connected to each other, and the beginnings (initial conclusions) of the second and third (6) windings are connected to each other, that is, two windings are connected (connected) according to sequentially with each other and counter to the third.

Выпрямитель-формирователь АПТ в этой энергосберегающей системе образован двумя вентилями (диодами 7 и 8 по фиг. 1 и 2 или тиристорами 7 и 8 - по фиг. 3 и 4) и двумя конденсаторами 9 и 10. The rectifier-shaper APT in this energy-saving system is formed by two gates (diodes 7 and 8 of Fig. 1 and 2 or thyristors 7 and 8 - of Fig. 3 and 4) and two capacitors 9 and 10.

Таким образом, анод вентиля 7 и одна обкладка конденсатора 9 образуют отрицательную выходную клемму 2 системы, другая обкладка конденсатора 9 подключена к точке соединения концевых выводов первой (4) и второй (5) обмоток, катод вентиля 7 подключен к концевому выводу третьей обмотки 6 источника, начало первой обмотки 4 через другой вентиль 8 подключено к положительному выходному выводу 1 системы и одной обкладке конденсатора 10, другая обкладка которого подключена к точке соединения начальных выводов второй (6) и третьей (6) обмоток упомянутого источника. Thus, the anode of the valve 7 and one plate of the capacitor 9 form a negative output terminal 2 of the system, the other plate of the capacitor 9 is connected to the connection point of the terminal leads of the first (4) and second (5) windings, the cathode of the valve 7 is connected to the terminal terminal of the third winding 6 of the source , the beginning of the first winding 4 through another valve 8 is connected to the positive output terminal 1 of the system and one lining of the capacitor 10, the other lining of which is connected to the connection point of the initial terminals of the second (6) and third (6) windings of the aforementioned source chnika.

В варианте по схеме фиг. 2 обмотки 4, 5 и 6 соединены друг с другом через конденсаторы 9 и 10, что не меняет характера электромагнитных процессов в системе по сравнению со схемой на фиг. 1 - системе с диодами. В случае необходимости регулирования постоянной составляющей АПТ в качестве вентилей 7 и 8 используют тиристоры, фазовое управление которыми осуществляет блок 11 /схемы по фиг. 3 и 4/, контролирующий напряжение заряжаемой АБ 3 и источника (на фазовой обмотке 5). Схемное и конструктивное выполнение таких блоков подробно описано в технической литературе. In the embodiment of FIG. 2, the windings 4, 5 and 6 are connected to each other through capacitors 9 and 10, which does not change the nature of the electromagnetic processes in the system compared to the circuit in FIG. 1 - system with diodes. If it is necessary to control the DC component of the APT, thyristors are used as valves 7 and 8, the phase control of which is carried out by block 11 / of the circuit of FIG. 3 and 4 /, which controls the voltage of the charged battery 3 and the source (on the phase winding 5). The schematic and constructive implementation of such blocks is described in detail in the technical literature.

Формирование АПТ в этой системе (зарядном устройстве) осуществляется путем наложения переменной составляющей, непрерывно проходящей по цепи: 3-1-10-5-9-2-3 и обратно, на постоянную составляющую, протекающую по цепи: 1-3-2-9-5-10-1, если напряжение заряжаемой батареи 3 превышает удвоенное амплитудное значение фазового напряжения ИТПН, но меньше 2,464 амплитуды этого напряжения. Если напряжение батареи менее величины удвоенной амплитуды фазового напряжения, постоянная составляющая АПТ будет проходить также по цепям: 2-7-6-5-4-8-1-3-2 (так как напряжение на этой цепочке вдвое превышает напряжение фазовой обмотки) и по цепям: 2-9-4-8-1-3-2 и 2-7-6-10-1-3-2, то есть всего по 4 цепям, в трех из которых вентили 7 и 8. Подробнее это будет рассмотрено ниже. The formation of the APT in this system (charger) is carried out by superimposing a variable component that continuously passes through the circuit: 3-1-10-5-9-2-3 and vice versa, on the constant component that flows through the circuit: 1-3-2- 9-5-10-1, if the voltage of the rechargeable battery 3 exceeds twice the amplitude value of the phase voltage ITPN, but less than 2.464 amplitude of this voltage. If the battery voltage is less than twice the amplitude of the phase voltage, the DC component will also pass through the circuits: 2-7-6-5-4-8-1-1-3-2 (since the voltage on this chain is twice the voltage of the phase winding) and by chains: 2-9-4-8-1-3-2 and 2-7-6-10-1-3-2, that is, only 4 chains, in three of which are valves 7 and 8. More in detail it will be discussed below.

Наличие в составе системы двух вентилей 7 и 8, имеющих нелинейную вольтамперную характеристику, приводит к нелинейному характеру процессов с периодической конфигурацией целей, производимой вентилями 7 и 8. The presence in the system of two gates 7 and 8, having a non-linear current-voltage characteristic, leads to a non-linear nature of the processes with a periodic configuration of targets produced by valves 7 and 8.

При рассмотрении работы С3 АБ будем считать, что сигналами блока фазового управления 11 тиристоры 7 и 8 (фиг. 3 и 4) открываются в соответствующие моменты времени и последние работают как обычные диоды 7 и 8 в схемах фиг. 1 и 2, проводя ток заряда АБ, когда мгновенное значение напряжения зарядной цепи превышает напряжение заряжаемой батареи. When considering the operation of C3 AB, we will assume that the signals of the phase control unit 11 thyristors 7 and 8 (Fig. 3 and 4) open at the corresponding time points and the latter work like ordinary diodes 7 and 8 in the circuits of FIG. 1 and 2, conducting the charge current of the battery when the instantaneous value of the voltage of the charging circuit exceeds the voltage of the charged battery.

Если сигналы на открытие тиристоров не подаются, они находятся в закрытом состоянии и по цепи: 3-1-10-5-9-2-3 и обратно протекает переменный ток, величина которого пропорциональна фазовому напряжению ИТПН и обратно пропорциональна сопротивлению конденсаторов 9 и 10 на частоте этого источника. If the signals to open the thyristors are not supplied, they are in a closed state and along the circuit: 3-1-10-5-9-2-3 and an alternating current flows back, the value of which is proportional to the phase voltage of the IIT and inversely proportional to the resistance of the capacitors 9 and 10 at the frequency of this source.

Если принять, что АБ 2 отключена, то в данной С3 будет производиться заряд ЗРК 9 и 10. В связи с тем, что напряжения на фазовых обмотках ИТПН (вторичных обмотках трансформатора 4, 5 и 6), соединенных в последовательную цепочку непосредственно по схеме фиг. 1 или через конденсаторы 9 и 10 по схеме фиг. 2, сдвинуты на 120 эл.градусов относительно друг друга, а концы первой (4) и второй (5) обмоток соединены друг с другом непосредственно или через конденсатор 9, причем начала второй (5) и третьей (6) обмоток также соединены друг с другом непосредственно (схема по фиг. 1) или через другой конденсатор 10 (схема по фиг. 2), конденсатор 9 в схеме по фиг. 1 через диод 7 заряжается напряжением линии 6 - 5 по цепи: 5-9-7-6-5 или по цепи: 5-9-4-7-5 в схеме по фиг. 2. Этот конденсатор может быть заряжен до амплитуды линейного напряжения источника, которая в

раз превышает амплитуду фазового напряжения этого ИТПН.If we assume that AB 2 is turned off, then in this C3 the

air defense system

9 and 10 will be charged. Due to the fact that the voltage on the phase windings of the IIT (secondary windings of the

transformer

4, 5 and 6) connected in a series circuit directly according to the circuit of FIG. . 1 or through

capacitors

9 and 10 according to the circuit of FIG. 2 are shifted by 120 degrees relative to each other, and the ends of the first (4) and second (5) windings are connected to each other directly or through a capacitor 9, and the beginnings of the second (5) and third (6) windings are also connected to each other another directly (the circuit of FIG. 1) or through another capacitor 10 (the circuit of FIG. 2), the capacitor 9 in the circuit of FIG. 1 through the diode 7 is charged by the voltage of the line 6 - 5 along the circuit: 5-9-7-6-5 or along the circuit: 5-9-4-7-5 in the circuit of FIG. 2. This capacitor can be charged to the amplitude of the line voltage of the source, which in

times the amplitude of the phase voltage of this ITPN.

Аналогичным образом конденсатор 10 по цепи: 5-4-8-10-5 в схеме по фиг. 1 или по цепи: 5-8-6-4-5 в схеме по фиг. 2 также заряжается до амплитуды линейного напряжения 4-5 ИТПН. Из-за фазового сдвига напряжений на этих обмотках конденсаторы 9 и 10 заряжаются со сдвигом во времени, соответствующим фазовому углу в 60 эл. град. Вентили 7 и 8, проводящие ток заряда этих конденсаторов, по окончании заряда предотвращают разряд последних на фазовые обмотки. Similarly, the capacitor 10 in the circuit: 5-4-8-10-5 in the circuit of FIG. 1 or chain: 5-8-6-4-5 in the circuit of FIG. 2 is also charged to an amplitude of the line voltage 4-5 ITPN. Due to the phase shift of the voltages on these windings, the capacitors 9 and 10 are charged with a time shift corresponding to a phase angle of 60 el. hail. Gates 7 and 8, conducting the charge current of these capacitors, at the end of the charge, prevent the discharge of the latter to phase windings.

Заряд конденсаторов 9 и 10 завершается в моменты времени, когда напряжения линий 5-6 и 4-5 достигают своих амплитудных значений. Конденсаторы оказываются заряженными до амплитуды линейного напряжения так, что на верхних по схемам фиг. 1-4 выводах (обкладках) будет положительной, а на нижних - отрицательный заряд (потенциал). The charge of capacitors 9 and 10 is completed at times when the voltages of lines 5-6 and 4-5 reach their amplitude values. The capacitors turn out to be charged up to the amplitude of the line voltage so that in the upper circuits of FIG. 1-4 conclusions (plates) will be positive, and at the bottom - a negative charge (potential).

Напряжения этих конденсаторов, суммируясь с фазовыми напряжениями обмоток 4 и 6 соответственно, обеспечивают зарядные напряжения, в 1,78 раза превышающие амплитуду фазового напряжения источника. Под действием этих напряжений протекают импульсы тока по цепям: 2-9-4-8-1-3-2 и 2-7-6-10-1-3-2 соответственно. Эти импульсы тока, входящие в постоянную составляющую АПТ, сдвинуты во времени по крайней мере на 120 эл. град. и, что следует отметить специально, каждый из этих импульсов формируется всеми тремя фазовыми обмотками: заряд двумя обмотками, образующими одну линию, а затем разряд - третьей фазовой обмоткой. Это уменьшает (по сравнению с прототипом) несимметрию фазовых токов трехфазного источника при формировании постоянной составляющей АПТ. Здесь же отметим, что если напряжение заряжаемой батареи меньше амплитуды фазового напряжения, батарея заряжается по цепям: 2-9-4-8-1-3-2 и 2-7-6-10-1-3-2, при этом заряде АБ в этих импульсах (входящих в состав постоянной составляющей АПТ) ограничен емкостным сопротивлением конденсаторов 9 и 10 соответственно, а конденсаторы 9(10) заряжаются так, что на нижних по схемам фиг. 1-4 выводах (обкладках) будет положительный, а на верхних - отрицательный потенциал (заряд). В последующем эти конденсаторы перезаряжаются под действием линейных напряжений 4-5 и 5-6 и полярность напряжения на их выводах изменяется на противоположную. The voltages of these capacitors, combined with the phase voltages of the windings 4 and 6, respectively, provide charging voltages 1.78 times the amplitude of the phase voltage of the source. Under the influence of these voltages, current pulses flow along the chains: 2-9-4-8-1-3-2 and 2-7-6-10-1-3-2, respectively. These current pulses, which are part of the DCA constant component, are shifted in time by at least 120 el. hail. and, which should be specially noted, each of these pulses is formed by all three phase windings: a charge by two windings forming one line, and then a discharge by a third phase winding. This reduces (compared with the prototype) the asymmetry of the phase currents of a three-phase source during the formation of a constant component of the APT. Here, we note that if the voltage of the rechargeable battery is less than the amplitude of the phase voltage, the battery is charged according to the chains: 2-9-4-8-1-3-2 and 2-7-6-10-1-3-2, with this charge The AB in these pulses (which are part of the DC component of the APT) is limited by the capacitance of the capacitors 9 and 10, respectively, and the capacitors 9 (10) are charged so that the lower ones according to the diagrams of FIG. 1-4 conclusions (plates) will be positive, and on the top - negative potential (charge). Subsequently, these capacitors are recharged under the action of linear voltages 4-5 and 5-6 and the polarity of the voltage at their terminals is reversed.

В случае, когда АБ 3 подключена к клеммам 1 и 2, через эту батарею протекает переменный ток подзаряда-подразряда (пропорциональный фазовому напряжению обмотки 5 источника), на который накладывается постоянная составляющая в виде суммы рассмотренных униполярных импульсов тока, в результате чего и формируется АПТ. In the case when AB 3 is connected to terminals 1 and 2, an alternating charge-sub-discharge current (proportional to the phase voltage of the winding 5 of the source) flows through this battery, on which a constant component is superimposed as the sum of the considered unipolar current pulses, as a result of which the APT is formed .

Зарядно-разрядные конденсаторы 9 и 10, если на обмотках 4, 5 и 6 отсутствует переменное напряжение источника, заряжаются непосредственно от батареи 3 (каждый до напряжения, равного половине напряжения этой батареи) через обмотку 5, причем на верхних по схеме обкладках конденсатора будет положительная, а в нижних - отрицательная полярность. Вентили 7 и 8 при этом будут находиться в запертом состоянии, так как к их катодам приложено положительное напряжение батареи (конденсаторов). Charging-discharge capacitors 9 and 10, if there is no alternating voltage of the source on windings 4, 5 and 6, they are charged directly from battery 3 (each to a voltage equal to half the voltage of this battery) through winding 5, and on the upper capacitor plates according to the scheme there will be a positive , and in the lower - negative polarity. Valves 7 and 8 will be in a locked state, since the positive voltage of the battery (capacitors) is applied to their cathodes.

Следовательно, если первая (4), вторая (5) и третья (6) фазовые обмотки трехфазного источника находятся под напряжением, то при прямом порядке чередования фаз напряжение обмотки второй фазы отстает на 120 эл. град. от напряжения обмотки первой фазы и на 120 эл. град. опережает напряжение третьей фазовой обмотки и они образуют трехлучевую звезду напряжений. Линейные напряжения 4-5; 6-4 и 5-6 (как и 5-4; 6-5 и 4-6) образуют треугольники напряжений, при этом линейное напряжение 4-5 опережает на 30 эл. град. первое фазовое напряжение (обмотки 4), а линейное напряжение 6-5 отстает на 30 эл. град. от третьего фазового напряжения (обмотки 6), то есть на 60 эл. град. опережает линейное напряжение 4-5. Consequently, if the first (4), second (5) and third (6) phase windings of a three-phase source are energized, then in the direct phase sequence, the voltage of the second phase winding is 120 el. hail. from the voltage of the winding of the first phase and 120 e. hail. ahead of the voltage of the third phase winding and they form a three-beam voltage star. Line voltage 4-5; 6-4 and 5-6 (like 5-4; 6-5 and 4-6) form voltage triangles, while the linear voltage of 4-5 is ahead by 30 el. hail. the first phase voltage (windings 4), and the line voltage 6-5 lags behind 30 el. hail. from the third phase voltage (winding 6), that is, 60 el. hail. ahead of line voltage 4-5.

Наличие в системе заряда двух вентилей 7 и 8, имеющих существенно нелинейную вольтамперную характеристику, и параметрическая зависимость изменения напряжения на электродах этих вентилей от изменяющихся фазовых (и соответственно линейных) напряжений трехфазного источника и величины противоЭДС на выходе выпрямителя-формирователя АПТ, в котором вентили многократно за период производят реконфигурацию рассматриваемых электрических цепей и, как отмечено выше, приводит к нелинейному характеру электромагнитных процессов в этой системе. Напряжение на выходе ВФ изменяется в диапазоне 2

± 1 ≈ 2,464 - 4,464 от амплитуды фазового напряжения ИТПН, то есть аккумуляторы могут быть заряжены до напряжения, в 2,464 раза превышающего амплитуду фазового напряжения источника. Здесь на долю переменной составляющей напряжения приходится примерно 44,5% а постоянная составляющая достигает 55,5%.The presence in the charge system of two

gates

7 and 8, which have a substantially nonlinear current-voltage characteristic, and the parametric dependence of the voltage change on the electrodes of these gates on the changing phase (and, accordingly, linear) voltages of the three-phase source and the counter-emf value at the output of the rectifier-shaper APT, in which the valves are repeatedly over the period, reconfiguration of the considered electrical circuits is carried out and, as noted above, leads to the nonlinear nature of electromagnetic processes in this system. VF output voltage varies in the range 2

± 1 ≈ 2.464 - 4.464 of the amplitude of the phase voltage of the IIT, that is, the batteries can be charged up to a voltage 2.464 times the amplitude of the phase voltage of the source. Here, the variable component of the voltage accounts for approximately 44.5% and the constant component reaches 55.5%.

Несмотря на существенно нелинейный характер процессов в рассматриваемой системе с многократной (за каждый период изменения тока/напряжения источника) реконфигурацией цепей формирования постоянной составляющей АПТ, данная система в режиме короткого замыкания выхода ВФ находится практически в линейном режиме, поэтому целесообразно рассмотреть этот режим (который не является рабочим). Despite the essentially nonlinear nature of the processes in the system under consideration with multiple (for each period of changing current / voltage of the source) reconfiguration of the circuits for the formation of the DC constant current component, this system in the short-circuit mode of the WF output is practically in a linear mode, so it is advisable to consider this mode (which does not is a worker).

В целях упрощения рассуждений за начало отсчета времени можно, например, принять момент времени, когда фазовое напряжение первой фазы (обмотка 4) равно нулю и в последующие моменты времени возрастает по закону синуса. Как отмечалось ранее, по контуру 2-9-4-8-1-2 потечет ток, ограничиваемый сопротивлением конденсатора 9, а через выходные клеммы ВФ пойдет импульс тока, образующий постоянную составляющую АПТ. Такой ток проходит лишь при условии, если напряжение ХИТ 3 не превосходит амплитудного значения фазового напряжения ИТПН. Этот импульс завершится в момент времени, когда фазовое напряжение станет максимальным. In order to simplify the reasoning, it is possible, for example, to take the time reference as the point in time when the phase voltage of the first phase (winding 4) is equal to zero and increases in subsequent time instants according to the sine law. As noted earlier, a current limited by the resistance of the capacitor 9 will flow along the circuit 2-9-4-8-1-2, and a current pulse will form through the output terminals of the WF, forming a constant component of the APT. Such a current passes only under the condition that the voltage of the HIT 3 does not exceed the amplitude value of the phase voltage of the IIT. This pulse will end at the point in time when the phase voltage becomes maximum.

Через 30 эл. град. от выбранного начала отсчета линейное напряжение 4-5 через тот же открытый вентиль 8 начнет заряжать конденсатор 10, который завершит свой заряд в момент достижения напряжением амплитудного значения. Спустя еще 30 эл.град., то есть спустя 60 эл. град. от выбранного начала отсчета полное напряжение всех трех фазовых обмоток (равное разности линейного напряжения 4-5 и фазового напряжения обмотки 6), вдвое превышающее фазовое напряжение ИТПН (и находящееся в противофазе с фазным напряжением обмотки 5, то есть опережающее на 60 эл.град. напряжение обмотки 4 и отстающее на 60 эл. град. от напряжения обмотки 6, а посему образующее так называемую "елку" с напряжениями на этих обмотках 6 и 4) начинается импульс тока в контуре 2-7-6-5-4-8-1-2, длительность которого не превосходит 180 эл. град. After 30 email hail. from the selected reference point, the linear voltage 4-5 through the same open valve 8 will begin to charge the capacitor 10, which will complete its charge when the voltage reaches the amplitude value. After another 30 el. Grad., That is, after 60 el. hail. from the selected reference point, the total voltage of all three phase windings (equal to the difference between the line voltage 4-5 and the phase voltage of the winding 6), twice the phase voltage of the IIT (and is in antiphase with the phase voltage of the winding 5, i.e. ahead of 60 el. the voltage of the winding 4 and 60 degrees behind the voltage of the winding 6, and therefore forming the so-called "Christmas tree" with the voltages on these windings 6 and 4), a current pulse begins in the circuit 2-7-6-5-4-8- 1-2, the duration of which does not exceed 180 e. hail.

Так как через 90 эл. град. от выбранного начала отсчета через диод 7 напряжением 6-5 начинается заряд конденсатора 9 и этот процесс завершится в момент достижения напряжением 6-5 амплитудного значения, процесс заряда конденсатора завершится спустя 180 эл. град. от начала отсчета. Since after 90 e. hail. from the selected reference point through the diode 7 with a voltage of 6-5, the charge of the capacitor 9 begins and this process will end when the voltage 6-5 reaches the amplitude value, the process of charging the capacitor will end after 180 el. hail. from the origin.

В связи с тем, что спустя 60 эл. град. от начала отсчета фазовое напряжение обмотки 5, пройдя максимальное - амплитудное значение (когда оно положительно на нижнем по схемам фиг. 1-4 выводе и имеет отрицательный знак на верхнем выводе, т.е. в обратной полярности по отношению к полярности на обкладках конденсаторов 10 и 9) и начинает убывать по абсолютной величине, под действием суммарного возрастающего напряжения обоих конденсаторов и обмотки 5 потечет ток в цепи 2-9-5-10-1-2, также входящий в состав постоянной составляющей АПТ. Через 90 эл.град. напряжение этой обмотки станет равным нулю, а затем вновь начнет увеличиваться по абсолютной величине и спустя еще 90 эл. град. достигнет своего амплитудного значения, после чего, убывая по абсолютной величине вызовет прохождение тока в цепи 1-10-5-9-2-1, то есть "обратного" импульса тока по отношению к постоянной составляющей, формирующей рассмотренным образом (под)зарядный импульс "прямого" тока. Конденсаторы 9 и 10 в данном режиме полностью перезаряжаются дважды за период (со сдвигом во времени) и формирование постоянной составляющей на выходе замкнутого ВФ не превышает угловой длительности в 300 эл. град., а "обратного" тока - 60 эл. град., то есть относительная длительность прямого тока в 5 раз превышает длительность обратного. Due to the fact that after 60 email. hail. from the reference point, the phase voltage of the winding 5, having passed the maximum - amplitude value (when it is positive on the lower terminal of Figs. 1-4 and has a negative sign on the upper terminal, i.e. in the opposite polarity with respect to the polarity on the plates of the capacitors 10 and 9) and begins to decrease in absolute value, under the action of the total increasing voltage of both capacitors and winding 5, a current will flow in the circuit 2-9-5-10-1-2, which is also part of the DC component. After 90 el. Hail. the voltage of this winding will become equal to zero, and then again begins to increase in absolute value and after another 90 el. hail. reaches its amplitude value, after which, decreasing in absolute value, it will cause the passage of current in the circuit 1-10-5-9-2-1, that is, a "reverse" current pulse with respect to the DC component, which forms a (sub) charging pulse in the considered way "direct" current. Capacitors 9 and 10 in this mode are fully recharged twice per period (with a time shift) and the formation of a constant component at the output of a closed WF does not exceed an angular duration of 300 el. hail., and the "reverse" current - 60 el. hail., that is, the relative duration of the forward current is 5 times the duration of the reverse.

В случае работы системы на заряд АБ, когда напряжение батареи "подпирает" вентили, а батарея "набирает" емкость (т.е. заряжается), необходимо интенсифицировать процессы деполяризации. Это обеспечивается автоматически за счет увеличения угловой длительности импульсов обратного тока при одновременном сокращении длительности импульсов прямого тока, а при рациональном выборе величины зарядного напряжения АБ (то есть порядка 1,8 - 2,46 от амплитуды фазового напряжения источника) передача энергии в АБ осуществляется с минимальными потерями в системе. In the case of the system working on battery charge, when the battery voltage “supports” the valves, and the battery “picks up” capacity (ie, is charging), it is necessary to intensify the processes of depolarization. This is achieved automatically by increasing the angular duration of the reverse current pulses while reducing the duration of the forward current pulses, and with a rational choice of the charging voltage of the battery (that is, about 1.8 - 2.46 of the amplitude of the phase voltage of the source), the energy is transferred to the battery with minimal system losses.

При работе системы на нагрузку, когда к выходу ВФ подключена противоЭДС, процессы существенно усложняются, так как вентили 7 и 8, "подпираемые" противоЭДС в различные временные интервалы, приводят к укорачиванию импульсов прямого тока и в зависимости от соотношения напряжения ИТПН и относительной величины противоЭДС существенно меняют картину процессов. Так, если напряжение заряжаемой АБ не превышает 2,46 амплитуды фазового, постоянную составляющую АПТ создают за счет непосредственного выпрямления двойного фазового напряжения ИТПН, а также суммированием энергии, запасаемой в трех тактах выпрямления - преобразования энергии двух линейных напряжений трехфазного источника. When the system is operating under load, when the back-EMF is connected to the output of the WF, the processes are significantly complicated, since valves 7 and 8, which are “supported” by the back-EMF at different time intervals, lead to shortening of the direct current pulses and depending on the ratio of the voltage of the electronic overvoltage and the relative value of the back-emf significantly change the picture of processes. So, if the voltage of the recharged battery does not exceed 2.46 of the phase amplitude, the DC component is created by directly rectifying the double phase voltage of the IIT, as well as by summing the energy stored in three rectification cycles - converting the energy of two linear voltages of a three-phase source.

В первом такте под действием напряжения одной линии часть энергии выпрямленного тока накапливается в заряжаемой батарее, а другая часть энергии запасается в емкостном накопителе. Во втором такте под действием другого линейного напряжения часть энергии также одна накапливается в батарее, а вторая часть - в другом емкостном накопителе, и, наконец, в третьем такте - суммируют энергию, накопленную в обоих емкостных накопителях (в первом и во втором тактах), и за счет использования всего лишь одного фазового напряжения ИТПН передают эту энергию в заряжаемую АБ. In the first cycle, under the influence of the voltage of one line, part of the energy of the rectified current is accumulated in the rechargeable battery, and the other part of the energy is stored in the capacitive storage. In the second cycle, under the influence of a different linear voltage, part of the energy is also accumulated in the battery, and the second part in another capacitive storage, and, finally, in the third cycle - the energy accumulated in both capacitive storage devices (in the first and second cycles) is summed and due to the use of only one phase voltage, the IEPs transfer this energy to a charged battery.

Такая передача энергии в АБ повышает скорость передачи энергии источника (то есть зарядную мощность системы) при одновременном уменьшении переменной составляющей формируемого тока. Such a transfer of energy to the battery increases the rate of transfer of energy of the source (i.e., the charging power of the system) while reducing the variable component of the generated current.

Система по схеме фиг. 2 работает аналогично рассмотренной. В случае замены диодов 7 и 8 тиристорами (как показано на схемах фиг. 3 и 4), изменяя угол открытия последних (блоком II) легко регулировать ток заряда АБ, а если необходимо прерывать заряд АБ. The system of FIG. 2 works similarly to that considered. In the case of replacing the diodes 7 and 8 with thyristors (as shown in the diagrams of Figs. 3 and 4), changing the angle of opening of the latter (block II) it is easy to adjust the charge current of the battery, and if it is necessary to interrupt the charge of the battery.

Рассмотренная энергосберегающая система заряда, выпрямитель-формирователь АПТ в которой формирует выходное напряжение, изменяющееся в диапазоне 2

± 1, то есть 2,46 - 4,464 имеет постоянную составляющую, превышающую 55% (почти вдвое больше, чем в прототипе).The considered energy-saving charge system, the rectifier-shaper APT in which generates an output voltage that varies in the range 2

± 1, that is, 2.46 - 4.464 has a constant component exceeding 55% (almost twice as much as in the prototype).

Испытания макета устройства, реализованного по схеме фиг. 1, проведенные в лаборатории электроснабжения, подтвердили реальность заряда АБ до напряжения, в 2,464 раза превышающего фазное напряжение источника при реализации заявленного способа формирования АПТ и системы для его реализации. Testing the layout of the device implemented according to the scheme of FIG. 1, conducted in the laboratory of power supply, confirmed the reality of the battery charge up to a voltage 2.464 times higher than the phase voltage of the source when implementing the claimed method of forming the APT and the system for its implementation.

Таким образом, если при формировании АПТ от ИТПН, при котором суммируют переменную составляющую с постоянной, полученной суммированием энергии, накопленной в двух тактах преобразования, когда в первом такте накопление энергии производят с использованием одного линейного напряжения трехфазного источника во втором такте - с использованием другого линейного напряжения, а в третьем такте суммируют энергию, накопленную в первых двух тактах с использованием фазового напряжения этого источника, переменная составляющая этого АПТ существенно уменьшается, что позволяет сократить потери энергии в системах, реализующих этот способ. Thus, if, during the formation of the APT from IIT, in which the variable component is summed up with the constant obtained by summing the energy accumulated in two conversion cycles, when the energy is accumulated in the first cycle using one linear voltage of a three-phase source in the second cycle - using another linear voltage, and in the third step summarize the energy accumulated in the first two cycles using the phase voltage of this source, the variable component of this APT decreases, which reduces energy loss in systems that implement this method.

Следовательно, если в системе заряда АБ АПТ, содержащей положительную и отрицательную выходные клеммы для подключения батареи и вентильно-конденсаторный ВФ АПТ ИТПН, две обметки которого соединены согласно-последовательно и встречно по отношению к третьей, образованный двумя вентилями и двумя конденсаторами, в котором анод одного вентиля и одна обкладка одного конденсатора создают отрицательную выходную клемму, другая обкладка этого конденсатора подключена к точке соединения двух концевых выводов первой и второй обмоток ИТПН, а катод другого вентиля через другой конденсатор подключен к начальному выводу третьей обмотки источника, а положительная выходная клемма подключена к катоду другого вентиля, анод которого соединен с начальным выводом первой обмотки и катод первого вентиля - к концевому выводу третьей обмотки упомянутого источника, скорость передачи энергии этого источника в заряжаемую АБ увеличивается, в результате чего улучшаются удельные энергетические показатели системы заряда. Consequently, if in the charge system of AB ABP, containing the positive and negative output terminals for connecting the battery and the valve-condenser VF APT ITPN, two of which are connected in series and opposite to the third, formed by two valves and two capacitors, in which the anode one valve and one lining of one capacitor create a negative output terminal, the other lining of this capacitor is connected to the connection point of the two terminal leads of the first and second windings of the IIT, and the cathode the other valve through another capacitor is connected to the initial terminal of the third winding of the source, and the positive output terminal is connected to the cathode of the other valve, the anode of which is connected to the initial terminal of the first winding and the cathode of the first valve to the terminal of the third winding of the source, the energy transfer rate of this source in rechargeable battery increases, resulting in improved specific energy indicators of the charge system.

Источники информации:
1. Авт. свид. СССР N 411552, H 02 7/10, 1974.Sources of information:
1. Auth. testimonial. USSR N 411552, H 02 7/10, 1974.

2. Авт. свид. СССР N 387482, H 02 7/02, 1973. 2. Auth. testimonial. USSR N 387482, H 02 7/02, 1973.

3. Авт. свид. СССР N 463176, H 02 7/10, 1975. 3. Auth. testimonial. USSR N 463176, H 02 7/10, 1975.

4. Авт. свид. СССР N 564387, H 02 7/10, 1977. 4. Auth. testimonial. USSR N 564387, H 02 7/10, 1977.

5. Авт. свид. СССР N 577609, H 02 7/10, 1977. 5. Auth. testimonial. USSR N 577609, H 02 7/10, 1977.

6. Авт. свид. СССР N 892578, H 02 7/02, 1980. 6. Auth. testimonial. USSR N 892578, H 02 7/02, 1980.

Claims

1. A method of forming an asymmetric current to power a load with a counter-EMF, for example, when batteries are charged from a three-phase AC voltage source, at which a variable component with a constant component obtained by summing the energy stored in two conversion cycles is summed up, and in the first cycle, said energy is accumulated using one line voltage of a three-phase source, in the second cycle - using another line voltage of the same source, and in the third t The act summarizes the energy accumulated in the first two cycles, characterized in that in the first step they use linear voltage from the windings of the first and second phases, in the second step - from the windings of the third and second phases, and in the third step they summarize the energy accumulated in the first two cycles , with the energy of the second phase of said source.

2. The battery charging system with an asymmetric current, containing positive and negative output terminals for connecting a rechargeable battery and a valve-capacitor rectifier-driver of an asymmetric current of a three-phase AC source, the terminal leads of the first and second windings of which are connected to each other, and the initial output of the second the windings are connected to the beginning of the third, while the capacitor rectifier-former is formed by two gates, for example diodes, and two capacitors, in which the anode of the first valve and one plate of the first capacitor create a negative output terminal, and the other plate of this capacitor is connected to the connection point of the terminal leads of the first and second windings of the source, and the cathode of the second valve is connected through the second capacitor to the initial output of the third winding of this source, characterized in that the positive output terminal is connected to the cathode of the second valve, the anode of which is connected to the initial terminal of the first winding, and the cathode of the first valve to the terminal terminal of the third bmotki said source.