專利名稱：三相電容式充電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型三相電容式充電機(jī)，屬于化學(xué)電源的使用維修技術(shù)領(lǐng)域。特別涉及一種用于大功率蓄電池組充電的設(shè)備改進(jìn)。
目前工業(yè)應(yīng)用的蓄電池充電機(jī)主要有二類，一類為由調(diào)壓器(TB)整流變壓器(ZB)整流器(ZL)組成的充電機(jī)，原理如

圖1所示。工作原理為交流電壓由調(diào)壓變壓器調(diào)整，經(jīng)整流變壓器隔離并實(shí)現(xiàn)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(diào)壓器。變壓器均屬于感性設(shè)備，功率因數(shù)低，電能損耗大，設(shè)備構(gòu)成復(fù)雜難于實(shí)現(xiàn)自動控制，第二類是可控硅整流充電機(jī)，原理如圖2所示。其工作原理是由整流變壓器提供與負(fù)載匹配的交流電壓，通過控制可控硅觸發(fā)角來調(diào)整直流充電電壓和電流，L為平波電感。
本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于提供一種改進(jìn)型大功率充電裝置，克服上述兩類充電機(jī)感性無功損耗的缺點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)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(shí)用新型的發(fā)明目的通過以下方式予以實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型的構(gòu)成如圖4，由交直流轉(zhuǎn)換電路(1)去極化及輸出電路(2)；狀態(tài)檢測器(3)和控制器(4)組成。其特征在于所述交直流轉(zhuǎn)換電路是在二極管三相橋式整流電路的交流輸入側(cè)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(shí)現(xiàn)。所說的電容器組應(yīng)同時(shí)滿足下列特征A)每個(gè)電容器組由三個(gè)相同的電容構(gòu)成，各個(gè)電容的一端分別接于三相整流橋臂上，另一端通過三個(gè)同步開關(guān)分別與三相電源相接；B)電容器組的個(gè)數(shù)，根據(jù)充電制度需要為1－N個(gè)。狀態(tài)檢測器和控制器可以用模擬或數(shù)字控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)，根據(jù)不同的充電制式設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制模式，以滿足各種需要。
其工作原理是三相交流電經(jīng)電容耦合到整流輸入端，經(jīng)過二極管整流后給蓄電池充電。由于電網(wǎng)電壓相對穩(wěn)定，蓄電池的反電勢也是相對穩(wěn)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(diào)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(wěn)定。故本實(shí)用新型系列充電機(jī)具有電流型工作特性。
顯而易見本實(shí)用新型系列充電機(jī)向電網(wǎng)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(wǎng)污染，對改善電網(wǎng)負(fù)荷提高功率因數(shù)具有重要意義。
由于電容器的傳輸損耗比變壓器小近兩個(gè)數(shù)量級。將大大提高充電機(jī)的電能傳輸效率，效率將提高至接近分之百，具有巨大的節(jié)能效益，實(shí)現(xiàn)了上述的發(fā)明目的。
此外本實(shí)用新型系列充電機(jī)，比相同容量的傳統(tǒng)充電機(jī)體積小成本低，而可靠性將大大提高。
圖5是本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的電氣原理圖。這是根據(jù)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(shè)計(jì)的一種快速充電機(jī)，MAS曲線的表達(dá)式如下Ic＝ImE－pt實(shí)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(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性。
下面簡述該實(shí)施例的構(gòu)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(shí)基電路構(gòu)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(tài)形成脈充輸入計(jì)數(shù)器CC46160，由與非門構(gòu)成的邏輯控制電路，根據(jù)計(jì)數(shù)器狀態(tài)決定充電電流大小，通過TD62504大功率電平匹配驅(qū)動電路，驅(qū)動相應(yīng)的開關(guān)，投入適當(dāng)?shù)碾娙萘俊Ｆ涔ぷ鬟^程如下蓄電池接入且正確，J5閉合。接入電網(wǎng)，檢測控制電路得電，計(jì)數(shù)器上電清零，ZBH測得蓄電池殘壓，進(jìn)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(shí)數(shù)增加蓄電池端電壓升高，當(dāng)充電電流曲線與MAS曲線相交時(shí)，電壓升高至極限值時(shí)基電路翻轉(zhuǎn)，J4得電，K1K2K3斷電停止充電，與此同時(shí)C0.L與蓄電池構(gòu)成振蕩充放電電路實(shí)現(xiàn)幾個(gè)放電去極化脈沖。放電結(jié)束后，若電池沒有充好，鑒幅電路再翻轉(zhuǎn)，根據(jù)計(jì)數(shù)器狀態(tài)決定下一步充電電流并投入相應(yīng)的電容量。依此類推，實(shí)現(xiàn)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?？梢詫?shí)現(xiàn)快速高效又不損壞蓄電池的技術(shù)期望。
圖1是調(diào)壓器式充電機(jī)原理圖，其中TB為調(diào)壓器，ZB為整流變壓器，ZL為整流器，E為負(fù)載。
圖2是可控硅充電機(jī)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。
圖3是圖5所示實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的充電電流曲線。
圖4是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)原理圖。其中(1)交直流轉(zhuǎn)換電路，(2)為去極化及輸出電路，(3)狀態(tài)檢測器，(4)為控制器，E是蓄電池組。
圖5是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的原理圖。其中J1～J5是繼電器，K1～K3是接觸器，ZBH為直流電壓變換器，NE555是時(shí)基電路，CC46160是計(jì)數(shù)器，TD62504是電瓶功率匹配器。W7815是集成穩(wěn)壓器，其余符號均為標(biāo)準(zhǔn)圖形不余贅述。
權(quán)利要求1.一種用于大功率蓄電池組充電的三相電容式充電機(jī)，其構(gòu)成包括交直流轉(zhuǎn)換電路，去極化及輸出電路，狀態(tài)檢測器，及控制器，其特征在于所述的交直流轉(zhuǎn)換電路是在二極管三相橋式整流電路的交流輸入側(cè)三相對稱串接入電容器組；在整流橋出口兩端接入電容，通過扼流電感向蓄電池供電，停充時(shí)由出口電容和扼流電感構(gòu)成去極化放電電路。所說的電容器組應(yīng)同時(shí)滿足下列特征A)每個(gè)電容器組由三個(gè)相同的電容構(gòu)成，各個(gè)電容的一端分別接于三相整流橋臂上，另一端通過三個(gè)同步開關(guān)分別與三相電源相接；B)電容器組的數(shù)量，根據(jù)需要為1-N個(gè)。
專利摘要一種用于大功率蓄電池組充電的三相電容式充電機(jī)。由交直流轉(zhuǎn)換電路，去極化及輸出電路，狀態(tài)檢測和邏輯控制器組成，其特征在于所述的交直流轉(zhuǎn)換電路采用三相對稱的電容器組耦合，經(jīng)三相橋式整流后給蓄電池充電。通過檢測蓄電池充電端電壓和電勢判斷蓄電池狀態(tài)，經(jīng)邏輯控制實(shí)現(xiàn)各種充電制式。本實(shí)用新型充電速度快，無諧波污染，功能價(jià)格比高。
文檔編號H02M5/08GK2162734SQ9320547
公開日1994年4月20日 申請日期1993年3月4日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月4日
發(fā)明者邵學(xué)飛, 郭丹 申請人:邵學(xué)飛, 郭丹