Химические источники тока

необходимо  заменить  составным  транзистором ,снабдив

последний из них теплоотводом.

     Восстановление  пассивированных аккумуляторных  батарей

     В   результате  неправильной  эксплуатации   аккумуляторных

батарей  пластины  их  пассивируются и выходят  из строя. Тем не

менее   известен   способ    восстановления    таких    батарей

асимметричным  током  (при  соотношении  зарядной  и  разрядной

составляющих  тока 10 : 1 и  отношении  длительностей  импульсов

этих  составляющих 1 : 2). Этот способ позволяет активизировать

поверхности   пластин   старых   аккумуляторов   и    проводить

профилактику  исправных .

   Схема  заряда  аккумуляторов асимметричным током,  которая  рассчитана  на  работу  с  12  В аккумулятором  и  обеспечивает  импульсный  зарядный  ток  5А и разрядный  -0,5  А.  Она  представляет  собой  регулятор  тока,

собранный   на   транзисторах  VT1...VT3.  Питается  устройство

переменным  током напряжением 22 В  (амплитудное  напряжение  30

В).  При  номинальном  зарядном  токе  напряжение на заряженном

аккумуляторе  изменяется  в   пределах   13...15   В   (среднее

напряжение 14 В).

     За  время одного периода переменного  напряжения формируется

один импульс  зарядного  тока  (угол  отсечки alpha) равен 60^o.В промежутке между зарядными импульсами  формируется разрядный   импульс   через   резистор  R3,  подбором  которого устанавливается амплитуда разрядного тока.

     Необходимо  учитывать,   что   суммарный   ток   зарядного

устройства  должен  равняться  1,1 от тока заряда аккумулятора,

т.к. при заряде резистор R3 подключен параллельно  аккумулятору.

     При   использовании   аналогового   амперметра   он   будет

показывать  около  одной  трети от амплитуды  импульса зарядного

тока. Схема  защищена от короткого замыкания  выхода.

     Заряд  аккумулятора ведут до  тех   пор,  пока  не  наступит

обильное газовыделение (кипение) во всех банках, а напряжение и

плотность  электролита  будут  постоянными в течение  двух часов

подряд. Это  является признаком окончания заряда. Затем  следует

произвести   уравнивание  плотности  электролита  в  секциях  и

продолжить заряд еще 30 минут для лучшего перемешивания.

     Во  время   заряда   аккумулятора   следует   периодически

проверять   температуру  электролита,  чтобы  не  допустить  ее

повышения выше 45^oC в холодных и умеренных климатических зонах

и выше 50^oC в жарких и теплых влажных.

     Так   как  при  заряде  кислотных   аккумуляторов выделяется

водород,  следует  проводить  заряд   аккумулятора   в   хорошо

проветриваемом   помещении,   при  этом  не  следует  курить  и

пользоваться  открытым пламенем. Образовавшаяся  гремучая  смесь

обладает большой  разрушительной силой.

2.2. ГЕРМЕТИЧНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ

 

     Широко     распространенные     кислотные    аккумуляторы,

выполненные по классической технологии, доставляют много хлопот

и оказывают  вредное влияние на людей и аппаратуру. Они наиболее

дешевы, но требуют  дополнительных затрат  на  их  обслуживание,

специальных помещений  и персонал.

     Группа  "CEAC",  объединяющая  европейских   производителей

аккумуляторов  и  занимающая   первое   место   в   Европе   по

производству свинцовых аккумуляторов, обеспечивает значительную

долю рынка.

     Значительный  объем  производимых аккумуляторов  составляют

герметичные,  выполненные  по   технологии   "dryfit"   и   AGM

(абсорбированный   электролит).  Они характеризуются  отсутствием

эксплуатационных  затрат и перекрывают диапазон емкостей от 1 до

12000  Ач,  что   позволяет  удовлетворить   требования   любого

потребителя.

2.2.1. АККУМУЛЯТОРЫ, ТЕХНОЛОГИЯ "DRYFIT"

 

     Наиболее  удобными и безопасными из  кислотных аккумуляторов

являются  абсолютно  необслуживаемые  герметичные  аккумуляторы

VRLA (Valve Regulated Lead Acid)  произведенные  по  технологии

"dryfit". Электролит в этих аккумуляторах   находится   в   желеобразном   состоянии.   Это гарантирует   надежность   аккумуляторов   и   безопасность  их эксплуатации.

     Технические  характеристики аккумуляторов "DRYFIT"

     В   зависимости   от   предполагаемого    режима    работы

рекомендуются  два  типа  аккумуляторов:  "dryfit"  А400 -- для

буферного режима и  А500  -- для режима  буфер +  цикл.  Эти

аккумуляторы  выпускаются немецкой фирмой Sonnenschein, входящей

в  группу  европейских производителей "CEAC", и характеризуются

следующими  преимуществами:

     абсолютно  необслуживаемые в течение всего  срока службы;

     продолжительный  срок  службы  (с  сохранением  остаточной

емкости 80%);

     классификация   Евробат  -- высокая работоспособность  (High

Performance);

     технология    "dryfit":    электролит    зафиксирован    в

желеобразном  состоянии;

     намазные  пластины в блочном исполнении;

     очень   малое  газовыделение  за  счет  системы  внутренней

рекомбинации;

     способность  быстрого восстановления емкости;

     аккумуляторы  "dryfit"  не  являются  опасным   грузом  для

авиа-, авто- и  железнодорожного транспорта (согласно IATA);

     очень   малый  саморазряд:  даже  после  2 лет хранения (при

20^oС) не требуется подзаряд перед вводом в эксплуатацию;

     допускается  перезаряд;

     устойчивы  к глубокому разряду согласно DIN 43539 ч. 5;

     диапазон  емкости: от 5,5 до 180 Ач для А  400 и от  2,0  до

115 Ач для  А500;

     аккумуляторы  принимаются  на вторичную переработку фирмой

Sonnenschein, т. к.  содержат много ценных материалов;

     имеют  сертификат Немецкой Федеральной  почты, TL 6140-3003;

     соответствуют  VDE 0108 ч.1 для аварийного энергоснабжения.

     Аккумуляторы   А500   более   универсальны   и    являются

последовательной  разработкой  и  предназначены  для смешанного

режима -- "буфер+цикл". В них намного  улучшены  характеристики

саморазряда  за  счет  изменения  конструкции  банок  и состава

электролита. Соответствуют  следующим нормам: DIN,  BS,  IES,  а

также имеют  допуск по VdS.

     Условное  обозначение аккумуляторов "dryfit" содержит:

     первая   буква  и  три  следующие   за  ней  цифры  --  тип

аккумулятора;

     последующие  цифры -- номинальная емкость,  Ач;

     последние  буквы -- тип вывода аккумулятора  (согласно  DIN

72311,   предельные   токи   разряда   достигаются   только  при

использовании штатного контакта).

     Техника  заряда аккумуляторов "DRYFIT"

     Заряд   аккумулятора  происходит,  если  к  нему   приложен

потенциал,  превышающий  его  рабочее  напряжение.  Ток  заряда

аккумулятора  пропорционален разности приложенного напряжения  и

напряжения  холостого  хода. Напряжение аккумулятора возрастает

по мере заряда до  тех  пор,  пока  не  начинается  электролиз.

Одновременно   с   этим  уменьшается  эффективность  заряда,  а

напряжение  на  зажимах  аккумулятора  увеличивается  по   мере

уменьшения  скорости заряда.

     Скорость  заряда  аккумулятора  может   быть  определена  в

терминах емкости. Если емкость  аккумулятора  С заряжается  за

время  t,  то  скорость  заряда  определяется  отношением  С/t.

Аккумулятор емкостью  100  Ач  при  разряде  со  скоростью  С/5

полностью  разрядится за 5 часов, при этом ток разряда  составит

100/5, или 20  А.  Если  аккумулятор  заряжается  со  скоростью

C/10,то  ток   его заряда будет равен 100/10, или 10 А. Скорость

заряда  можно  оценить  в  длительностях   цикла.   Так,   если

аккумулятор  заряжается  за  5  часов, то говорят, что он имеет

цикл 5ч.

     После  полного заряда аккумулятора  дальнейшее  продолжение

заряда  вызывает  выделение  газов  (происходит "перезаряд"). В

классических  аккумуляторах в процессе перезаряда удаляется вода

и происходит распыление электролита с выделением  газов.  Часть

электролита  разбрызгивается  через  вентиляционные  отверстия,

т.е. теряется. При  добавлении воды в электролит уменьшается  его

концентрация  и ухудшаются характеристики аккумулятора.

     В  аккумуляторах,  произведенных   по  технологии  "dryfit",

реакции   электродов   происходят   с   участием   электролита.

Композиция  электролита  не  изменяется  по  мере  заряда   или

разряда.  Поэтому  электролит сконструирован так, что  генерация

кислорода в  процессе заряда компенсируется другими  химическими

реакциями,   поддерживающими   условия  равновесия,  в  которых

батарея  может  длительно  заряжаться  без  потерь  воды.   Это

принципиально важно для герметичных аккумуляторов.

     Напряжение  заряда аккумуляторов А400 для  режима плавающего

заряда должно находиться в пределах от 2,3 В до 2,23 В/элемент.

При заряде  12  В  аккумуляторов,  состоящих  из 6-ти элементов

(банок), эта  цифра умножается на 6, т.е. напряжение  заряда  для

12  В  аккумулятора  должно  находиться в пределах  от 13,8 В до

13,38 В. Для  6-ти вольтовых аккумуляторов   число  элементов  3,

для 4-х -- 2, а  для 2-х вольтовых -- 1

     При  изменяющейся температуре зарядное  напряжение  следует

корректировать  согласно  графиков.  При этом напряжение заряда

может изменяться в пределах от 2,15 В/элемент до 2,55 В/элемент

при изменении  температуры в пределах от -30^oС до +50^oС.

     При  буферном режиме  напряжение  заряда  при  20^oС  должно

находиться  в пределах 2,3-2,35 В/элемент. Колебание  напряжения

не должно превышать +30 мВ/элемент.

     При  зарядном напряжении большем  2,4 В следует ограничивать

ток заряда до 0,5 А на каждый Ач для двух режимов.

    Для   аккумуляторов  А500  возможны  два  режима буферный и

циклический. При  циклическом режиме заряда зарядное  напряжение

должно  быть  выше,  чем при буферном для  того, чтобы увеличить

время между циклами заряда.

     Техника  разряда аккумуляторов "DRYFIT"

     Аккумуляторы,   изготовленные   по   технологии   "dryfit"

оказываются  мало  чувствительными  к  условиям  разряда. Кроме

того, емкость  также нечувствительна  к  разрядам  со  скоростью

ниже С/10.

     При  более интенсивных разрядах емкость  уменьшается по мере

увеличения  скорости  разряда,  но  не  так "драматично", как в

случае аккумуляторов, выполненных по  традиционной  технологии.

Поэтому,    изготовителю   достаточно   привести   относительно

ограниченное  число  типовых  кривых  разряда.  При  оговоренной

емкости  аккумулятора  скорость  разряда  выбирается  невысокой

(например С/10),чтобы  максимально реализовать емкость  элемента.

     При   высокой   скорости   разряд   реально    оказывается

ограниченным, поскольку из-за наличия внутреннего  сопротивления

аккумулятора  напряжение  уменьшается  ниже  напряжения отсечки

(напряжением  отсечки  называется  минимальное   напряжение,  при

котором  аккумулятор  способен  отдавать  полезную  энергию при

определенных  условиях). Это происходит  до  начала  "истощения"

электрохимической   энергии.   Однако   снижение  тока  разряда

уменьшает падение  напряжения  IхR  внутри  элемента,  при  этом

напряжение  элемента  повышается  по  сравнению  с  напряжением

отсечки, и разряд продолжается.

     При  разомкнутой батарее отдаваемая  мощность  равна  нулю,

поскольку  ток  равен  нулю.  Если  батарея  короткозамкнута, то

отдаваемая  мощность снова равна нулю, так  как напряжение близко

к нулю, хотя ток может быть очень большим.  Среднее  напряжение

зависит  от  отбираемого  тока,  но  линейной зависимости между

этими величинами нет.

     Для   аккумуляторов  А500 зависимость времени разряда от т.н. удельной мощности, которая измеряется в В/элемент по отношению к  1  Ач.  Время разряда  аккумуляторов  А500  при  разряде  постоянным  током в терминах емкости.

     Свинцовым  аккумуляторам присуща уникальная  особенность  --

способность  выделять  водород  при перенапряжениях  и кислород,

когда напряжение свинцовой  батареи  приближается  к  значению,

свойственному  полному заряду, при этом происходит существенный

подъем напряжения, необходимый для прохождения  заряжающего тока

через электролит. Если напряжение, обусловливающее  прохождение

зарядного  тока,  фиксировано  и  достаточно  высоко для заряда

электродов, но не  настолько,  чтобы  вызвать  выделение  газа,

напряжение  элемента  будет  расти  до  тех пор, пока не станет

равным напряжению заряжающего источника.

     В   аккумуляторах,  выполненных   по  технологии   "dryfit",

каждая  банка  закрыта вентилем, что предотвращает  проникновение

кислорода извне.

     При  внутреннем избыточном  давлении  вентиль  открывается,

чтобы   затем   вновь   закрыть  банку.  Не  следует  размещать

аккумуляторы  в герметичных помещениях. Допускается установка  в

любом   положении.  При  стационарной  установке  аккумуляторов

"dryfit" в  помещениях,  шкафах  и  емкостях  следует  выполнять

предписания  VDE 0510, следить за тем, чтобы вентили  находились