Шпаргалки к экзаменам и зачётам

 

 

Выбор силы тока при заряде АКБ.

Аккумуляторные батареи заряжают от источника постоянного тока, на выво­дах которого напряжение выше зарядного напряжения заряжаемой батареи. При подключении к источнику тока положительный и отрицательный выводы батареи подсоединяются соответственно к положительным и отрицательным выводам источника. Сила зарядного тока

В стационарных условиях аккумуляторную батарею можно заряжать при по­стоянной силе тока или при постоянном напряжении. Напряжение зарядного устройства уменьшается с увеличением силы тока. Для поддержания постоян­ным одного из основных параметров режима заряда необходимо применять ре­гулирующие устройства.

Заряд при постоянной силе тока.

В этом случае заряжаемые батареи соединя­ются между собой последовательно и подключаются к зарядному устройству. Для поддержания постоянства силы тока в процессе заряда необходимо изменять напряжение источника тока или сопротивление зарядной цепи. Основные способы регулирования силы тока заряда: включение в цепь заряда последова­тельно с аккумуляторными батареями реостата: применение регуляторов тока, в частности, тиристорных. которые поддерживают постоянным среднее значение зарядного тока за счет периодического включения в цепь заряда дополнитель­ного резистора; изменение напряжения источника тока ручным или автоматиче­ским регулирующим устройством в соответствии с показаниями амперметра.

Большинство зарядных устройств получают питание от сети переменного тока и имеют трансформатор, поэтому допускают ступенчатую или плавную регулировку выходного напряжения за счёт изменения коэффициента транс­формации.

Число одновременно подключаемых на заряд батарей зависит от напряжения зарядного устройства или зарядной сети. Для обеспечения полного заряда 12-вольтовой батареи к ней нужно подвести напряжение 16,2 В, т.е. по 2.7 В на ка­ждый аккумулятор. Следовательно, число батарей с номинальным напряжени­ем 12 В. одновременно подключаемых к зарядному устройству, можно рассчи­тать по формуле:

Количество групп батарей, которое одновременно можно подключить к за­рядному устройству, зависит от мощности последнего:

Сила зарядного тока i₃ выбирается, исходя из выбранного режима заряда. При 10-часовом режиме заряда 1₃=0.1С₂₀ А. при 20-часовом l₃=0,05C₂₀ А.

Заряд при постоянстве силы тока отличается сравнительной простотой регу­лирующих устройств и обеспечивает полный заряд батарей. По силе тока и вре­мени заряда можно легко определить полученное батареей количество элект­ричества. Недостатком метода является большая продолжительность и обиль­ное газовыделение в конце заряда. Выделяющийся при электролизе воды газ создает видимость кипения электролита. Газовыделение и связанные с ним снижение уровня электролита, увеличение потерь энергии и температуры бата­реи уменьшаются при ступенчатом заряде. Чаще всего для этого используется контрольный заряд, состоящий из двух ступеней с различным уровнем зарядно­го тока. Первая ступень заряда током силой 0,1 С₂₀ А продолжается до тех пор, пока напряжение на каждом аккумуляторе не поднимется до 2,4 В (14,4 В для 12-вольтовой батареи). На второй ступени сила тока составляет 0,05С₂₀ А и поддерживается постоянной до конца заряда.

КПД заряда зависит от силы зарядного тока, степени заряженности батареи и температуры электролита. КПД заряда в комнатных условиях при силе тока заряда, меньшей 0,1С₂п А, для исправных батарей можно принять равным 0,85 - 0,90.

Пределы регулирования включаемого последовательно с заряжаемыми бата­реями реостата можно определить по формулам:

Большая продолжительность заряда, необходимость постоянного контроля и регулирования зарядного тока, повышенный расход электроэнергии на электро­лиз воды, повышение температуры в конце заряда, отрицательное влияние перезаряда и высокой температуры на состояние электродов являются недо­статками способа заряда батарей при постоянной силе тока, которых можно хотя бы частично избежать при других способах заряда.

Заряд при постоянном напряжении.

При этом способе заряда аккумуля­торные батареи подключают непо­средственно к источнику питания, на­пряжение которого поддерживается постоянным (рис. 2.52).

По мере заряда ЭДС и напряжение на выводах акку­муляторов возрастают и зарядный ток уменьшается. В начальный момент си­ла тока заряда зависит от степени разряженности батареи, температуры электролита, величины выходного на­пряжения зарядного устройства и мо­жет достигать (1-1,5)С₂₀ А.

Выбор оптимального значения за­рядного напряжения зависит от темпе­ратуры электролита и технического со­стояния батареи. Чем выше зарядное напряжение, тем интенсивнее заряд, но больше газовыделение и влияние других побочных факторов. При данном спосо­бе заряда возможен перегрев батареи вследствие большой силы тока в начале заряда. Заряд при постоянном напряжении затрудняется в условиях низких тем­ператур, так как резко возрастает внутреннее сопротивление батареи.

Способ заряда при постоянном напряжении отличается простотой, так как для поддержания необходимого режима заряда не нужны регулирующие уст­ройства. Зарядное напряжение на каждый аккумулятор должно составлять 2,4-2,5 В, следовательно, зарядное напряжение для 6-вольтовой батареи должно быть 7,2-7,5 В, а для 12-вольтоеых - 14,4-15,0 В. Сила зарядного то­ка для каждой батареи устанавливается автоматически. В процессе заряда с увеличением ЭДС батареи сила тока уменьшается и к концу заряда практиче­ски понижается почти до нуля. Батарею можно зарядить до 90 - 95% от номи­нальной емкости.

Частным случаем заряда при постоянном напряжении является заряд по за­кону «ампер-часов», при. котором аккумуляторная батарея заряжается током силой, численно равной 95% емкости, которую надо сообщить батарее при пос­ледующем заряде. Сила зарядного тока при таком условии снижается. Процесс заряда будет форсированным, но с наименьшими потерями энергии, без пере­грева электролита и обильного газообразования. Заряд по закону "ампер-часов" позволяет обеспечить полный заряд батареи за 4-4,5 ч, а до 90% номинальной емкости батарея заряжается за 2,5 ч.

Модифицированный заряд. Целью модифицированного заряда является сни­жение силы тока в начальный период заряда и уменьшение влияния колебаний напряжения в зарядной сети на зарядный ток. В цепь заряда включается не­большой резистор. Напряжение зарядной сети поддерживается постоянным в пределах от 2,5 до 3,0 В на каждый аккумулятор. Оптимальное для свинцовых аккумуляторов напряжение 2,6 В обеспечивает заряд примерно за 8 ч.

Изменение параметров свинцового аккумулятора в процессе модифицирован­ного заряда при напряжении зарядной сети 2,63 В и добавочном сопротивлении 0.0091 Ом показано на рис. 2.53.

Уже через 7 ч аккумулятор восстанавливает отданную при разряде емкость и далее в течение часа работает в режиме пе­резаряда.

Форсированный заряд. Для быстрого восстановления работоспособности силь­но разряженной аккумуляторной батареи проводят форсированный заряд током силой численно равной 0.7С₂о А. Время форсированного подзаряда должно быть тем меньше, чем больше сила тока заряда (30 мин при силе тока 0.7С₂о А, 45 мин при токе 0,5С₂₀ А и 90 мин при токе 0.3С₂₀ А). При повышении температуры электролита свыше 40°С заряд прекращается. Применять форсированный заряд можно только в исключительных случаях, так как многократное по­вторение такого способа заряда заметно сокращает срок службы аккумупяторной батареи.

Уравнительный заряд. При проведении уравнительного заряда токами мень­шими 0,1 С₂₀ А обеспечивается выравнивание плотности электролита и степени заряженное™ отдельных аккумуляторов батареи, восстановление активных масс на электродах, нейтрализация действия глубоких разрядов на отрицатель­ный электрод. Уравнительный заряд обычно используется для устранения воз­можной сульфатации электродов и заканчивается через три часа после устано­вления постоянства плотности электролита.

Постоянный подзаряд малыми токами. Ток заряда силой 0,025 - 0,1 А выби­рается из условия компенсации теряемой батареей емкости при саморазряде. Подзаряд может осуществляться при постоянной силе тока или при постоянном напряжении как на транспортном средстве, так и в помещениях для хранения батарей. Непрерывный подзаряд позволяет поддерживать батарею в заряжен­ном состоянии, однако одновременно ускоряет процесс коррозии решеток поло­жительных электродов. На подзаряд малыми токами следует устанавливать только исправные и полностью заряженные батареи.

Контрольно-тренировочный цикл. Для батарей, залитых электролитом, конт­рольно-тренировочные циклы проводятся один раз в год и в тех случаях, когда нужно оценить пригодность батареи для дальнейшей эксплуатации. По резуль­татам контрольно-тренировочного цикла судят о техническом состоянии бата­реи, выявляют неисправные аккумуляторы в батарее, оценивают её возможно­сти по отдаче емкости.

Контрольно-тренировочный цикл включает в себя заряд батареи током силой 0,1 С₂₀ А до напряжения 2,4 В на каждом аккумуляторе, дальнейший полный за­ряд батареи током 0,05С₂₀ А, затем разряд постоянным током силой 0,05С₂₀ А до конечного разрядного напряжения на аккумуляторе 1,75 В.

Емкость, отданная при разряде батареи в контрольно-тренировочном цикле, приводится к температуре 25°С и сравнивается с номинальной. В период га­рантированного срока службы она не должна быть меньше 0,9С₂о- Если емкость ниже 40% от номинальной, то батарея считается непригодной к экс­плуатации.