Еще одно автоматическое устройство для зарядки и восстановления аккумуляторных батарей

В промышленном и сельскохозяйственном производстве широко применяются свинцово-кислотные аккумуляторные батареи. В результате неправильной эксплуатации происходит сульфатация пластин этих батарей, что значительно снижает их емкость и сокращает срок службы.
Не слишком засульфатированные батареи можно восстановить путем проведения нескольких циклов «зарядка-разрядка» в разных режимах или зарядкой импульсами тока, в промежутках 'времени между которыми аккумуляторная батарея разряжается через специальный резистор. Зарядный ток при этом больше разрядного в десять раз, а длительность меньше в два раза.
В описываемом зарядном устройстве (рис. 1)

Рис.1

используется второй способ восстановления аккумуляторных
батарей. Он позволяет восстановить сульфатированные батареи в автоматическом режиме или проводить формирование и профилактическую обработку исправных. Зарядный ток отключается автоматически по достижении напряжения на зажимах аккумуляторной батареи 14,1...14,2 В. Сравнение напряжения аккумуляторной батареи с опорным напряжением происходит при отсутствии зарядного тока, что позволяет заряжать батарею до полной емкости. Силу зарядного тока плавно устанавливают от 0 до 10 А. Имеется защита от случайных коротких замыканий выходных гнезд XS1, XS2.
Устройство состоит из следующих основных узлов:
сетевого трансформатора T1 с двухполупериодным выпрямителем на диодах VD1—VD4;
фазоимпульсного генератора, собранного на транзисторах VT1, VT2;
узла защиты от короткого замыкания на тринисторе VS1, стабилитроне VD7 и резисторе R15;
источника опорного напряжения, образуемого стабилитроном VD9 и конденсатором С2;
формирователя импульсов, собранного на транзисторах VT3, VT4;
узла сравнения на стабилитроне VD12 и транзисторе VT5;
управляющего тринистора VS2.
Устройство работает следующим образом. При включении сети тумблером SA1 напряжение с выхода выпрямителя поступает на фазоимпульсный генератор (VTI, VT2), импульсы которого подаются в формирователь импульсов (VT3, VT4). При этом на его выходе формируются импульсы со стабильной амплитудой, независимой от фазы импульса генератора. Амплитуду импульсов устанавливают при настройке переменным резистором R12.
Узел сравнения (VT5, VD12) предназначен для стабильной работы тринистора VS2 независимо от температуры окружающей среды, а также для сужения пределов напряжения срабатывания автоматического отключения. При достижении напряжения заряжаемой аккумуляторной батарей 14,1...14,2 В стабилитрон VD12 закрывается и тринистор VS2 перестает пропускать зарядный ток.
В случае короткого замыкания выходных гнезд или неправильного    подключения   полюсов заряжаемой батареи увеличивается   напряжение на резисторе R15, что вызывает открывание стабилитрон a VD7 и тринистора    VS1. Тринистор, в свою очередь, шунтирует конденсатор С1 фазоимпульсного генератора. При этом подача управляющих импульсов на тринистор VS2 прекращается и зарядный ток падает до нуля. Для восстановления зарядного тока необходимо разомкнуть и снова замкнуть контакты тумблера SA1.
Диод VD10 защищает устройство от неправильного подключения полюсов аккумуляторной батареи, а диод VD11 — от самопроизвольной ее разрядки.
При отключении электросети измерительный прибор Р1 показывает значение напряжения подключенной аккумуляторной батареи.
Зарядку шестивольтовых аккумуляторных батарей производят при установке замыкающей перемычки SA2 в положение 2.
Устройство смонтировано в корпусе размерами 200х140х150 мм (рис. 2).

Рис.2

Основание корпуса изготовлено из алюминиевой пластины толщиной 6 мм. На ней через прокладки из слюды установлены диоды VD1— VD4 выпрямителя и тринистор VS2.. На основании укреплены также сетевой трансформатор Т1 и резистор R15.
На лицевой панели находятся переменный резистор R4, измерительный прибор Р1, тумблер SA1, переключатель SA2, сигнальная лампа HL1, предохранитель FU2 и выходные гнезда-зажимы. Предохранитель FU1 и отверстие для сетевого шнура расположены на задней стенке. Остальные элементы устройства смонтированы на печатной плате размерами 55 X 115 мм.
Резистор R15 изготовлен из четырех скрученных вместе манганиновых проводов диаметром 0,8 мм, длина которых при сопротивлении 0,08 Ом составляет около 200 мм. Скрученный провод намотан на фарфоровую гильзу диаметром 20 мм от негодного проволочного резистора, с небольшим зазором между витками.
Магнитопровод сетевого трансформатора Т1 — типа ПЛ 27Х40х58. Обмотка 1 содержит 674 витка провода ПЭВ-2 0,7, обмотка 2—48 витков провода ПЭВ-2 1,8, обмотка 3 — 20 витков ПЭВ-2 1,8.
Резисторы R4 и R12 типа СП2-1, R2—R18— МЛТ-0,25. Конденсаторы: С1 — К73П-3; С2 — К50-29. Измерительный прибор P1 — микроамперметр типа М-592 на ток 50 мкА, сигнальная лампа HL1 — КМ24-105.
Приступая к испытанию устройства, к выходным гнездам-зажимам подключают нагрузочный резистор сопротивлением 25...50 Ом на мощность рассеяния 10...20 Вт. Включают питание тумблером SA1 и измеряют напряжение на нагрузке при разных положениях движка переменного резистора R4. Плавное изменение напряжения свидетельствует о нормальной работе устройства.
Налаживание узла защиты от тока короткого замыкания сводится к установке на катоде стабилитрона VD7 напряжения 2,5 В подбором резистора R10. Зарядный ток при этом устанавливается около 3 А.
Установку значения напряжения, при котором происходит автоматическое отключение зарядного тока, осуществляют следующим образом. От управляющего тринистора VS2 отпаивают провод, идущий ,к нему от точки соединения транзистора VT5 и резистора R16. Затем к выходным гнездам-зажимам устройства подключают источник стабилизированного напряжения 14,2 В и переменным резистором R12 добиваются резкого снижения напряжения на коллекторе транзистора VT5, после чего восстанавливают соединение с управляющим электродом тринистора VS2.
Режим десульфатации устанавливают следующим образом. К выходным гнездам-зажимам устройства подключают аккумуляторную батарею с напряжением Ua не менее 12,2 В и соответствующим удельным весом электролита. Подают зарядный ток Iз при положении указателя ручки переменного резистора R4 на первой трети шкалы. Зарядные импульсы длительностью 1/3 полупериода сетевого напряжения лучше установить с помощью осциллографа. Далее определяют сопротивление разрядного резистора Rp, который подключают к выходу устройства параллельно аккумуляторной батарее:

             10Ua(B)
Rp = ---------------(Oм)
             Iз (А)

Этот резистор должен быть на мощность рассеяния не менее 15 Вт.
Аккумуляторную батарею заряжают до автоматического отключения зарядного тока. Делают это, разумеется, после устранения причины сульфатации пластин.
Резисторы R17, R18 подбирают в зависимости от используемого микроамперметра и выбранной шкалы измерения напряжения и тока.