Сайт техника и автомобилиста Константина
2018 May: Аккумулятор прямой и обратной полярности различие

Не тормозите при повороте. В повороте - только контролируемый разгон.

> Зарядные устройства аккумуляторных батарей

> Способы заряда и восстановления АКБ

Аккумуляторные батареи заряжают от источников, напряжение которых больше, чем напряжение заряжаемой батареи и мало изменяется при изменении силы зарядного тока. Для заряда, положительный полюс источника тока должен быть соединен с положительным полюсом батареи, отрицательный с отрицательным.

Для любого момента заряда величина тока может быть найдена по формуле:

Где Uист - напряжение источника тока заряда, В;

U - напряжение батареи в данный момент заряда, В;

R - общее сопротивление зарядной цепи, Ом.

Из этой формулы следует, что при равенстве напряжения зарядного устройства и батареи зарядный ток равен нулю, а если напряжение батареи меньше напряжения зарядного устройства, зарядный ток больше ноля; в противном случае, т.е. когда напряжение (батарей больше) напряжения зарядного устройства, ток меняет 'первоначальное направление и батарея будет разряжаться [10].

Напряжение батареи при заряде изменяется в зависимости от температуры электролита, и степени ее заряженности. Поэтому в процессе заряда необходима регулировка напряжения источника тока. В зависимости от системы регулирования процесс заряда может быть осуществлен различными способами, основные из которых рассмотрены ниже.

Заряд при постоянстве силы тока

При данном способе величина зарядного тока в течение всего времени заряда остается неизменной. Это достигается:

* изменением напряжения источника тока;

* включением последовательно с батареей реостата и изменением его сопротивления в процессе заряда;

* применением регуляторов тока (например, тиристорных), которые путем периодического включения и выключения сопротивления в цепи меняют величину тока таким образом, чтобы средняя величина тока во времени оставалась постоянной;

При применении реостата, последовательно включенного в цепь заряда, необходимая величина тока поддерживается путем уменьшения сопротивления реостата. Начальное RН и конечное RК значения сопротивления реостата определяются формулами:

(2.2.)

(2.3.)

Где Uист - напряжение источника питания ( зарядного устройства), В.

Uн.з. и Uк.з. - напряжение батареи в начале и конца заряда батареи соответственно, В.

n - число последовательно включенных аккумуляторных батарей.

Очевидно, что всегда должно быть соблюдено условие: напряжение зарядного устройства должно быть больше напряжения батарей в конце заряда.

Заряд при постоянной величине зарядного тока позволяет просто оценить количество электричества в ампер-часах, которое сообщено батарее:

Q = I t

где Q - количество электричества, полученное батареей за время t, Ахч.

I- величина зарядного тока, А:

t - время, ч,

На основании исследований коэффициента использования тока была выбрана величина тока заряда O.IQ A (Q - номинальная емкость аккумуляторной батареи). При заряде током такой величины в первый период он расходуется почти полностью на основные реакции. После того как аккумуляторной батарее будет сообщено примерно 90% ёмкости, полученной при предшествующем разряде, наблюдается повышение ее напряжения до пределов, при которых начинается разложение воды и выделение водорода и кислорода в виде газа. Газ выделяется на поверхности электролита в виде пузырьков, создавая впечатление кипения. На разложение воды расходуется значительное количество энергии. Поэтому при заряде необходимо сообщить аккумуляторной батарее количество электричества в 1.2 - 1.5 раза больше, чем было получено при разряде. Напряжение аккумулятора в процессе заряда увеличивается, достигая к концу величины 2.5 - 2.7 В при положительных температурах.

Реальное сопротивление реостата должно удовлетворять уравнению:

где Uист - напряжение источника питания;

n - количество аккумуляторов,

I - величина тока заряда, А.

Коэффициент 0,5 в знаменателе формулы введен для того, чтобы обеспечить широкие пределы регулирования, позволяющие при необходимости переход на заряд половинным током (вторая ступень).

В случае повышения температуры более 45°С избежать сокращения срока службы аккумулятора, можно уменьшив ток заряда в 2 раза или прервать заряд для охлаждения до 30-35°С.

В случае последовательного включения в одну цепь аккумуляторов с разной емкостью необходимую величину силы зарядного тока устанавливают по батарее наименьшей емкости.

Основное достоинство заряда батарей при постоянной силе тока в том, что имеется возможность регулировать и контролировать силу тока в процессе всего заряда, что особенно важно при устранении сульфатации пластин [12, 13].

Основными недостатками этого метода являются:

* большая продолжительность времени заряда батарей;

* необходимость регулирования силы тока в процессе всего заряда;

* большое газовыделение, а, следовательно, и повышенный износ пластин;

* потеря энергии на реостатах.

Последний недостаток устраним при замене реостата на тиристорный регулятор тока. Процесс постоянной регулировки тока для поддержания одного значения можно возложить на электронику, в случае если ток ограничивается тиристорами.

Заряды током постоянной величины применяются лишь для малых аккумуляторов.

Заряд при постоянстве напряжения

При этом способе напряжение в процессе заряда поддерживается постоянным. Величина начального зарядного тока для полностью разряженной батареи составляет 1 - 1,5 QA. В процессе заряда, когда напряжение батареи постепенно возрастает, сила тока понижается и к концу заряда значительно меньше, чем при заряде постоянным током (эта зависимость видна также из формулы 2.1). В связи с большим током в начале заряда за первые 3 - 4 часа батарея заряжается на 90 - 95% своей емкости. Средняя величина зарядного тока приблизительно равна 0.1 QА. Несмотря на различие в токах при данном и предыдущем методах заряда на различных этапах, общая продолжительность полного заряда батарей приблизительна одинаковая. Но тем не менее в ряде случаев метод заряда постоянным напряжением предпочтителен, так как в этом случае затраты на газовыделение, значительно меньше.

Постоянство напряжения регулируется автоматически при помощи регулятора и контролируется вольтметром. Напряжение источника должно заряда сопротивление малой величины.

Такой прием известен под названием способа с полупостоянным напряжением. Напряжение на шинах источника поддерживается в пределах от 2.5 до ЗВ на аккумулятор (оптимально 2.6 В при времени заряда Вч). Сопротивление резистора может находиться в диапазоне от 0,096 до 0,294 Ом в зависимости от напряжения источника питания и требуемого времени заряда.

Уравнительный заряд.

Такой заряд проводится при постоянной силе тока, численно равной 10% номинальной емкости, как и заряд при постоянстве тока, но в течение несколько большего времени, чем обычно. Его цель - обеспечить в аккумуляторной батарее полное восстановление активных масс во всех электродах всех аккумуляторов. Уравнительный заряд нейтрализует воздействие глубоких разрядов на отрицательные электроды и рекомендуется как мера, устраняющая сульфатацию электродов. Заряд продолжается до тех пор, пока во всех аккумуляторах не будет наблюдаться постоянство величины плотности электролита и напряжения в течение 3 ч.

Форсированный заряд.

Такой заряд может производиться токами, численно равными до 70% от номинальной емкости, но в течение короткого времени - тем меньшего, чем больше ток. Практически при токе 0,7 QА, продолжительность заряда не должна быть более 30 минут, при токе 0,5 QА - 45 минут, при токе 0,3 QА - 90 минут. В процессе форсированного заряда необходимо контролировать температуру электролита и при достижении 45°С прекращать дальнейший заряд. Следует отметить, что применение форсированного заряда должно быть исключением, так как его систематическое многократное повторение для одной и той же аккумуляторной батареи заметно сокращает срок ее службы. Этот тип заряда следует применять только при необходимости восстановить работоспособность сильно разряженной аккумуляторной батареи в короткое время.

Постоянный (непрерывный) подзаряд.

Применяется при длительном хранении аккумуляторных батарей, заполненных электролитом, на автомобилях с постоянной готовностью. Такой заряд ведется током, приблизительно компенсирующим саморазряд аккумуляторной батареи. Существуют различные способы постоянного подзаряда:

* при постоянном напряжении, незначительно превышающем напряжение батареи;

* при параллельном включении батарей и ограничении величины тока в цепи каждой батареи.

Основным недостатком является то, что он ускоряет процесс коррозии решеток положительных электродов. Достоинством его является поддержание аккумуляторных батарей в состоянии полного заряда независимо от срока хранения.

Ступенчатые методы заряда

Исследования показали, что при заряде током постоянной величины усиленное газообразование начинается тогда, когда напряжение на аккумуляторе увеличится примерно до 2,4 В. Чтобы избежать интенсивного газовыделения, а, следовательно, преждевременного разрушения пластин, при достижении напряжения 2,4 В. уменьшают зарядный ток в два раза - переходят на вторую ступень. Достигнув на второй ступени 2,4 В, вновь снижают зарядный ток вдвое - переходят на третью ступень; четвертую ступень заряда обычно проводят уже способом постоянного напряжения, постоянно уменьшая ток заряда.

При ступенчатых зарядах газовыделение и износ пластин малы, причем хорошо используется подведенная электроэнергия. Поэтому для больших аккумуляторов трехступенчатые и четырехступенчатые заряды являются основными.

Величина тока первой ступени для больших аккумуляторов указывается в формуляре батареи. Если температура электролита перед зарядом будет выше 20°С, то в целях предупреждения перерыва заряда из-за высокой температуры электролита зарядные токи целесообразно уменьшить, и со ступени на ступень переходить раньше, а именно при напряжениях 2,4-2,44В.

Заряд трехступенчатым способом считают законченным, кода плотность электролита и напряжение у большинства аккумуляторов при постоянной величине зарядного тока и при наличии равномерного кипения электролита остаются без изменения в течение одного часа.

Зарядка импульсным током. Под импульсным зарядом подразумевают применение тока, который изменяет свою величину или напряжение периодически, через определенные интервалы времени. По характеру этих показателей импульсный ток разделяют на две разновидности: пульсирующий и ассиметричный (разъяснения см. ниже). Зарядка пульсирующим током. Пульсирующим током называют такой, у которого величина меняется в пределах от нуля до максимального значения, сохраняя неизменной свою полярность.

Зарядка ассиметричным током. Асимметричный, или реверсивный, ток определяется наличием обратной амплитуды, иными словами, в каждом цикле он меняет свою полярность. Однако количество электричества, протекающего при прямой полярности, больше, чем при обратной (отношение зарядной и разрядной составляющих равно 10:1, а длительностей импульсов - 1:2), что и обеспечивает заряд аккумулятора. Этот способ позволяет не только восстанавливать работоспособность засульфатированных аккумуляторных батарей, но и проводить профилактическую обработку исправных (рис. 12).

Рис. 12. Заряд ассиметричным током: Сз - ёмкость, сообщённая аккумулятору за время импульса t3; Ср - ёмкость, снятая с аккумулятора за время импульса tp.

Previous PageСхема подключения реле сигнала ваз 2106
Next PageСхема подключения проходного двухклавишного выключателя viko