РазноеКаковы особенности режимов работы аккумуляторной батареи – 211. — — . — .

Каковы особенности режимов работы аккумуляторной батареи – 211. — — . — .

Содержание

Циклический режим работы аккумуляторной батареи

Циклический режим работы аккумуляторной батареи – это режим полного заряда от первичного источника тока – зарядного устройства с последующим разрядом до появления признаков конца разряда.

Именно такой режим определяет срок службы аккумуляторов, и нормируется заводом их изготовителей. В чистом виде он осуществляется при проведении контрольных циклов для определения фактической или остаточной ёмкости аккумуляторов. В таком же режиме или близком к нему эксплуатируются аккумуляторные батареи, являющиеся основными источниками электрической энергии. Это относится к батареям напольного транспорта, аккумуляторам фонарей и устройств мобильной связи.

Заряд батарей производится постоянным током от статического преобразователя.

Свинцовые аккумуляторные батареи для резервного питания стационарных потребителей заряжают от стабилизатора тока до достижения конечного значения напряжения на элемент, умноженный на количество элементов в батарее. Значение тока заряда выбирается из условия резерва времени от снятия энергии до новой постановки на заряд. В зависимости от нагрузки батарея может быть разряжена до конечного напряжения 1,8 В на элемент. Если же по техническим условиям разряд ведется до более низких значений конечного напряжения, то при последующем заряде необходимо сообщать повышенную ёмкость. Для этого после часового перерыва по окончании обычного заряда батарею необходимо снова поставить на заряд током, равным 0,4 максимального зарядного тока. При появлении интенсивного газовыделения заряд прерывается на один час. Такой режим продолжается до тех пор, пока газовыделение не начинается Возможны и другие режимы восстановления емкости, подробно рассмотренные позже тотчас после включения зарядного тока.

Для поддержания неизменного значения напряжения на нагрузке на всем протяжении разряда возможно применение так называемых «концевых» аккумуляторов с элементным коммутатором.

При эксплуатации батареи с элементным коммутатором неизбежно происходит неравномерный разряд отдельных аккумуляторов, что приводит к «разбеганию» их характеристик. Избежать этого возможно при разряде батареи на нагрузку через широтно-импульсный стабилизатор (ШИС) напряжения разряда.

Широкое использование щелочных аккумуляторных батарей в режиме циклирования обусловлено тем, что значительная разница между напряжением конца заряда и рабочим напряжением, являющаяся их существенным недостатком, не имеет значения для потребителей энергии. Специальные зарядные преобразователи – первичные источники постоянного тока, позволяют забыть о разнице зарядных и рабочих напряжений.

Режим разряда в эксплуатации тяговых никель-железных аккумуляторных батарей, установленных на средствах напольного транспорта – электротележках и подъемниках, может отличаться от идеального. В реальности он представляет собой чередующиеся участки нагрузки с паузами. Паузы могут быть обусловлены стоянками транспортных средств и, так называемым, выбегом, когда движение происходит по инерции без затрат энергии.

Заряд щелочных аккумуляторных батарей производится, как правило, постоянным по величине током. Исключением является заряд вторичных источником средств мобильной связи – он производится от источников постоянного напряжения. Достоверным критерием окончания заряда полностью разряженной батареи служит значение сообщенной емкости. Оно должно в полтора раза превышать значение фактической емкости заряжаемой батареи. Нормальным режимом заряда щелочных аккумуляторных батарей считается заряд током, не превышающим 25% номинальной емкости. Превышение этой величины приводит к перегреву электролита, усиленному газовыделению и, как следствие, снижению коэффициента использования зарядного тока.

При отсутствии необходимости быстрого заряда и наличии резерва времени предпочтительными являются режимы заряда меньшими по величине токами, лежащими в границах оптимального коэффициента использования зарядного тока.

Длительные разряды малыми токами, отсутствие усиленных зарядов, накопление углекислых солей в электролите приводят к частичной потере ёмкости аккумуляторами. При снижении емкости необходимо провести несколько циклов заряда-разряда, во время которых аккумуляторам сообщается 300% номинальной емкости. Перед проведением таких циклов необходимо сменить электролит.

Такой же режим применяется для формировки аккумуляторов при введении их в эксплуатацию и контрольных циклах для определения фактической ёмкости. Как правило, срок службы задается в циклах, т.е. в количестве полных зарядов и разрядов до снижения фактической ёмкости ниже гарантированной. В эксплуатации уровень фактической ёмкости определяется потребителем исходя из задач, выполняемых источником тока.

В процессе циклирования контролируются напряжение батареи, токи заряда и разряда, время проведения режимов температура, плотность и химиический состав электролита.

В эксплуатации возможен заряд щелочных аккумуляторов при постоянном напряжении первичного источника электрической энергии.

Глубокие разряды аккумуляторов ниже предельно допустимых значений для каждой электрохимической системы действуют на них губительно, сокращая сроки службы. Поэтому при проведении зарядно-разрядных циклов в аппаратуре должны быть предусмотрены устройства контроля минимально допустимого напряжения, прекращающие режим разряда аккумуляторных батарей.

www.blog.e-akb.ru

Режимы работы аккумуляторных батарей — Справочник химика 21

    Режим постоянного подзаряда аккумуляторной батареи значительно повышает надежность работы электроустановки В силу того, что аккумуляторная батарея в любой момент полностью заряжена, обеспечивается полноценный резерв питания сети постоянного тока в отличие от батареи, работающей в режиме заряд-разряд, при котором к моменту аварии на переменном токе батарея может оказаться разряженной. Уместно напомнить, что такая надежность достигается при мощности батарей, значительно меньших, чем при работе в режиме заряд-разряд. 
[c.149]

    Непрерывный разряд, в течение которого аккумуляторная батарея отдает полную емкость, может быть либо коротким (от нескольких мин до 1 ч), либо длительным (от 100 и более часов). Например, для автомобильных стартерных батарей коротким разрядом является 5-минутный режим разряда, а длительным — 20-часовой. Короткие режимы разряда иногда называют форсированными. Они также могут быть прерывистыми. Примером может служить работа аккумуляторной батареи на стартер при неоднократном пуске автомобильного двигателя. 
[c.104]

    Второй режим — пусковой — относится только к аккумуляторным батареям легковых и грузовых автомобилей. Этот режим показывает способность аккумуляторной батареи обеспечивать запуск двигателя при неблагоприятных условиях работы при низкой температуре окружающей среды. Эта способность выражается числом минут длительности разряда батареи током 300 а до конечного напряжения на зажимах батареи, равного 1 в на элемент. Начальная температура батареи при таком испытании устанавливается равной —18° С. [c.453]

    Существенное значение для экономии топлива имеет техническое состояние аккумуляторной батареи. Чрезмерная ее разрядка приводит к необходимости применения при пуске двигателя ручного вращения коленчатого вала. Во время работы водитель, не уверенный в исправной работе аккумуляторной батареи, старается даже при длительных стоянках не останавливать двигатель. Это приводит к перерасходу топлива за смену на 30-50 %. Когда батарея недозаряжеиа, запуск двигателя стартером осуществляется, как правило со в то рой-третьей попытки, что также увеличивает расход топлива. Для поддержания аккумуляторной батареи в технически исправном состоянии необходимо прежде всего правильно ее зарядить. Не реже чем через 15 дней эксплуатации батарею очищают от пыли и грязи ветошью, смоченной в 10 %-ном растворе нашатырного спирта или соды, вытирают с поверхности батареи электролит, проверяют целостность бака, плотность крепления батареи в гнезде и наконечников проводов, прочищают вентиляционные отверютия в пробках аккумуляторов. Клеммы и штьгри очищают от оксидов, а их неконтактные поверхности после подключения смазывают техническим вазелином. При подготовке батарей к зиме их утепляют. 

[c.167]


    С 1945—1946 гг. на предприятиях б. Министерства электростанций СССР началось широкое внедрение режима работы аккумуляторных батарей с постоянным нодзарядом. Впоследствии обязательность применения этого режима работы аккумуляторных батарей была декретирована Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей (ПТЭ). При работе в режиме постоянного подзаряда полностью заряженная аккумуляторная батарея включается на шины параллельно с постоянно работающим подзарядным агрегатом, который питает нагрузку сети постоянного тока и одновременно подзаряжает батарею малым током, компенсирующим ее саморазряд. В случаях нарушений на стороне переменного тока подзарядный агрегат отключается и аккумуляторная батарея берет на себя всю нагрузку сети постоянного тока. После устранения неисправности на стороне переменного тока батарея заряжается от мощного зарядного агрегата и опять переводится в режим постоянного подзаряда. 
[c.149]

    Ветродвигатель предназначен для работы с буферной аккумуляторной батареей. Запуск ветродвигателя при скорости ветра меньше 5—6 м юек производится стартерной кнопкой. В этом случае генератор переходит на моторный режим работы с нита-пиеы от буферной батареи. Запуск от стартерной кнопки возможен только при рабочем (развернутом) положении ветродвигателя. При скорости ветра свыше 5—6 м/сек ветродвигатель запускается непосредственно от ветра. [c.64]

    Подобрав таким образом необходимый режим, можно добиться, чтобы количество электричества, запасенное в аккумуляторной батарее, изменяясь в течение суток, в среднем за сутки оставалось неизменным. На рис. 99 показан график буферной работы в режиме среднего тока. Для примера взята кривая нагрузки, характерная для телефонных станций. На графике заштрихованная часть со знаком мннус определяет отданное батареей количество электричества, а со знаком плюс — полученное батареей количество электричества в течение суток. 

[c.127]


www.chem21.info

Режимы работы аккумуляторных батарей: буферный и циклический

Режимы работы аккумуляторных батарей: буферный и циклический

 

Качественная и долговечная работа аккумуляторной батареи это не только положительный экономический эффект для владельца, но и приятная составляющая эксплуатации. Согласитесь, отказ в работе аккумуляторной батареи в первые 2-3 года эксплуатации и отказ работы батареи на 7-10 году эксплуатации вызывают противоположные  эмоции.

Важными эксплуатационными характеристиками являются: температурный режим работы (+10..+25 град.Цельсия) и правильно выбранный режим эксплуатации и подобранный под этот режим работы метод заряда. Стоит отметить, что мы разберем варианты и режимы работы аккумуляторных батарей, которые применяются в ИБП, а в следующей статье разберем как правильно зарядить аккумуляторы в ИБП. Аккумуляторы для ИБП это, как правило, свинцово- кислотные необслуживаемые и герметичные, производятся по основным двум технологиям: AGM и GEL (гелевый аккумулятор для ИБП).

 

Чем определяется долговечность работы аккумуляторной батареи?

Общеизвестным фактом и логичным подтверждением является следующее: срок службы аккумулятора в основном определяется количеством процедур заряд-разряд и его глубина разряда. Другими словами: чем реже мы проводим процедуру разряда аккумулятора и чем менее глубоким этот разряд является – тем дольше прослужит аккумулятор.

Среди утвердившихся у пользователей мифов встречается такой: необходимо периодически разряжать аккумулятор «до нуля» и зарядить его до 100%, в противном случае он испортится. Для аккумуляторных батарей среднего и высшего класса – это останется мифом, а для аккумуляторов низкого качества – этот миф станет инструкцией по эксплуатации. В низкокачественных аккумуляторах отсутствие встряски в виде глубокого разряда и полной зарядки – действительно может повлиять на ресурс его работы. В дешевых аккумуляторах применяются  материалы низкого качества (например, свинец-вторсырье) и возникающие в аккумуляторе, из-за этого, внутренние окисления (налет) необходимо каким-то образом убирать. В противовес дешевым, — качественные аккумуляторы нуждаются в постоянном подзаряде (буферный заряд) при котором почти отсутствуют глубокие разряды. 

Мы не можем обойти тему «эффекта памяти» в аккумуляторных батареях. Суть эффекта памяти состоит в уменьшении емкости аккумулятора. Потеря емкости в таких аккумуляторах происходит вследствие неполного разряда и последующей зарядки до 100% — аккумулятор «запоминает» уровень неполного разряда и ниже этого «не хочет» разряжаться . Считается, что если «потренировать» аккумулятор методом глубокой разрядки и полной зарядки – емкость частично можно восстановить.  Этот эффект может возникать в аккумуляторах изготовленных по нескольким технологиям и полностью отсутствует в аккумуляторных батареях, которые применяются в ИБП. Эффект памяти свойственен аккумуляторам производимым по технологии  Никель-металл-гидридный (Ni-MH), Никель-кадмиевый (NiCd), Серебряно-цинковый аккумулятор.

Теперь рассмотрим два режима работы аккумуляторов – буферный и циклический, а также как правильно осуществлять зарядку аккумуляторов в этих режимах.

 

Работа аккумуляторных батарей в буферном режиме

Буферный режим работы аккумуляторной батареи подразумевает периодический несистемный характер использования. Другими словами – в этом режиме аккумуляторы применяются в аварийных случаях, например в ИБП. В буферном режиме аккумуляторная батарея постоянно подзаряжается специально установленным  зарядным напряжением и током и в таком режиме эксплуатации может проработать весь заявленный производителем срок, а иногда и больше. Для буферного режима работы подходят аккумуляторы с небольшим параметром цикличности заряд-разряд, и эти аккумуляторы немного дешевле чем высокоцикличные .

 

Циклический режим работы аккумуляторной батареи

Циклический режим работы – режим, когда с четкой периодичностью аккумулятор подвергается полному заряду и полному разряду. Примерами такого режима работы являются: электротранспорт, поломоечные машины, электропогрузчики, альтернативная энергетика – все те отрасли, где аккумуляторные батареи имеют постоянную периодичность использования. Циклический режим использования аккумуляторных батарей является для них самым жестким испытанием на прочность. Поэтому перед тем как купить аккумуляторную батарею желательно узнать режим ее работы.

© Материал подготовлен специалистами компании НТС-групп (ТМ Электрокапризам-НЕТ!), 2019год

electrokaprizam.net

Режим постоянного подзаряда аккумулятора для погрузочной техники

Кроме повышения надежности батарея, работающая в режиме постоянного подзаряда, улучшает динамические свойства источника энергии. Будучи подключенной параллельно выпрямителю, она устраняет или сглаживает броски напряжения преобразователя при резком изменении тока нагрузки. После отключения повышенной нагрузки батарея снова возвращается в режим постоянного подзаряда.

Если батарея при разряде в аварийном режиме или после часто повторяющихся толчков нагрузки сильно разрядилась, она должна быть заряжена от постороннего источника постоянного тока и только после этого может быть переведена в прежний режим.

Для того, чтобы компенсировать саморазряд и не допустить частичной потери емкости батареи, составленной из кислотных аккумуляторов, рекомендуется поддерживать напряжение на батарее из расчета 2,15–2,25 В на аккумулятор и из расчета 1,5–16 В на аккумулятор для негерметичных никель-железных и никель-кадмиевых. Критерием правильно установленного режима постоянного подзаряда для кислотной батареи является плотность электролита. Она должна быть равна 1200–1210 кг/м3 при 20оС. Если в процессе постоянного подзаряда плотность электролита снижается, это свидетельствует о превышении тока саморазряда над током подзаряда. В этом случае необходимо увеличить напряжение подзаряда, иначе в результате хронического недозаряда и эксплуатации при пониженной алотности электролита аккумуляторы могут необратимо потерять ёмкость.

Из-за большой разницы между напряжениями заряда и разряда непосредственное подключение аккумуляторных батарей к выходным клеммам источника постоянного тока, питающего аппаратуру невозможно. Для них режим постоянного подзаряда осуществляется другим способом. При наличии сети переменного тока нагрузка питается от специального выпрямительного устройства. Отдельный преобразователь малой мощности осуществляет постоянный подзаряд предварительно полностью заряженной батареи. Значение тока подзаряда устанавливается при исправной батарее автоматически. Исчезновение напряжения первичного источника энергии является сигналом переключения батареи в режим разряда. Контактные или бесконтактные переключатели в зависимости от требований к быстродействию коммутируют цепи питания потребителей.

При появлении постоянного напряжения на выходе питающего устройства батарея отключается от нагрузки и подключается к зарядному устройству. Критерием окончания заряда в этом режиме служит максимально допустимое напряжение, при достижении которого батарея переключается на подзарядный преобразователь.

Аккумуляторная батарея может быть подключена непосредственно к первичному источнику постоянного тока, а нагрузка питаться через отдельный регулятор напряжения, понижающей его, как указывалось выше, в 1,35–1,4 раза. При исчезновении первичного напряжения регулятор блокируется и питание нагрузки происходит от аккумуляторной батареи. Вместо специального регулятора напряжения в цепь нагрузки могут быть включены гасящие элементы, например, последовательная цепочка диодов. Возможна работа батареи в этом же режиме при разделении ее на две половины и включении при аварийном режиме последовательно. И, наконец, при питании нагрузки от статического преобразователя может быть использовано соотношение между средним и амплитудным значениями переменного напряжения.

Таким образом, соотношение между этими значениями составляет 1,56, т.е. примерно равно соотношению между зарядным и рабочим напряжениями щелочных аккумуляторов.

Строгое соблюдение требуемых напряжения подзаряда, уровня и температуры электролита, компенсации снятой емкости при аварийных режимах позволяет в несколько раз увеличить срок службы аккумуляторов.

www.blog.e-akb.ru

Об особенностях эксплуатации аккумуляторных батарей разных видов

Каждая аккумуляторная батарея, будь то источник питания для автомобиля или же простая батарейка, с помощью которой осуществляется работа того или иного инструмента или гаджета, нуждается в корректном использовании и уходе. Соблюдая правила эксплуатации аккумуляторных батарей, можно обеспечить длительный срок их службы — так, чтобы они, как положено, выработали свой ресурс. Известно, что к каждому электроинструменту, оснащенному батареями (а также к самим АКБ), всегда прилагается инструкция по эксплуатации, заглянуть в которую никогда не будет лишним. Здесь мы рассмотрим основные тонкости, связанные с тем, как правильно пользоваться разными видами батарей, в зависимости от сферы их применения.

Известно, что батареи для автомобиля бывают обслуживаемыми и необслуживаемыми. К обслуживаемым относятся свинцово-кислотные, а к необслуживаемым — большей частью гелевые и AGM-аккумуляторы. Они более удобны и универсальны в использовании. Поскольку жидко-кислотные батареи до сих пор находятся в приоритете у многих водителей по причине их невысокой цены и надежности, будет справедливо вначале рассказать об особенностях их применения.

Содержание статьи

Особенности применения жидко-кислотных автомобильных аккумуляторов

Проверка электролита

Если батарея вашего автомобиля заполнена внутри «банок» электролитической жидкостью, это значит, что периодически нужно будет проверять ее плотность и уровень. Время от времени придется доливать в аккумулятор дистиллированную воду. Обслуживаемые АКБ всегда имеют доступ к отсекам, и уровень жидкости нужно проверять в каждом из них.

Для чего требуется доливка дистиллированной воды? Дело в том, что у всех жидких автомобильных батарей в процессе работы происходит постепенное снижение уровня электролитической жидкости, а процент серной кислоты, наоборот, становится больше, потому что вода испаряется. Это называется повышением плотности электролита. Именно оно оказывает негативное влияние на качество функционирования батареи. Если в течение от одного до трех месяцев жидкость испаряется до критического уровня (в аккумуляторе ее становится мало, и свинцовые пластины могут оголиться), следует проверить регулятор уровня напряжения на предмет его исправности. В норме сильное падение уровня жидкости наблюдается, как правило, в течение 2-4 лет после того, как началась интенсивная эксплуатация аккумулятора после его приобретения.

Скорость, с которой испаряется жидкость внутри аккумуляторных «банок», зависит от многих факторов:

  • уровень качества самих АКБ;
  • неправильная эксплуатация аккумуляторных батарей;
  • исправность электрического оборудования автомобиля;
  • погодные условия и режимы поездок.

Проверка напряжения

Как видите, обслуживаемая автомобильная батарея требует к себе особого отношения. Кроме того, в процессе эксплуатации АКБ, раз в два-три месяца настоятельно рекомендуется проверять ее показатель напряжения, который в норме составляет от 12 до 12,8 В. При этом, важно помнить о том, что если U становится ниже 11,6 В, ваш аккумулятор срочно нуждается в полной зарядке с помощью подходящего к нему зарядного устройства.

При эксплуатации аккумуляторных батарей жидко-кислотного типа важно также помнить о том, что скорость саморазряда у них достаточно высока по сравнению с более дорогостоящими современными аналогами. Она может достигать 10-14% в месяц, а после того, как длительность службы АКБ превышает 2 года, саморазряд становится больше, как минимум, в три раза. Если ваша батарея долго не используется, не забывайте о ее регулярной подзарядке. Хотя бы раз в 2 месяца.

О выборе правильного ЗУ

Если применяемое зарядное устройство имеет зарядное U ниже, чем 13,8 вольт, аккумулятор постоянно будет недозаряженным. Это может быстро привести к тому, что называется «хроническим недозарядом», в результате которого КПД аккумулятора и его емкость падают. Поэтому всегда следует использовать только подходящее зарядное устройство.

Помните о том, что эксплуатация батарей при постоянном заряде не больше 50-60 процентов очень быстро приведет к потере емкости, потому что активная масса электродов внутри АКБ будет подвержена ускоренному оплыванию.

Как стареет жидко-кислотная АКБ

Чем старше становится аккумулятор вашего автомобиля, тем больше будет процент его естественного износа со временем:

  • Сечение главных элементов конструкции электрода со знаком «плюс» станет значительно меньше, что приведет к повышению сопротивления внутри аккумулятора. Новая батарея имеет гораздо меньшее сопротивление, вследствие чего и разрядное напряжение у нее намного выше.
  • Если эксплуатация АКБ осуществляется постоянно и долго, емкость ее постепенно снижается. Потому что уровень активных веществ, которые участвуют в электрохимических преобразованиях, снижается.
  • Со временем будет увеличиваться расход дистиллированной воды в процессе обслуживания аккумулятора. Через год воды потребуется в 1,5 раза больше, а через два года — в 2-3 раза больше.

Советы по эксплуатации

Для того чтобы ваша жидко-кислотная батарея работала как можно дольше, следует соблюдать несколько правил и руководствоваться следующими показателями:

  • Проверяйте плотность электролита в каждом отсеке АКБ. В норме она составляет 1,27 гр/см3.
  • Показатель U в разомкнутой электрической цепи при замерах мультиметром не должен опускаться ниже 12,5 вольт.
  • Следите за надежным креплением батареи в машине.
  • Если аккумулятор сильно разряжен, позаботьтесь о том, чтобы как можно скорее приступить к его полноценной зарядке.
  • Не злоупотребляйте короткими и нерегулярными «подзарядками», снижающими емкость АКБ.
  • Все работы по обслуживанию жидко-кислотной батареи выполняйте в защитных перчатках.
  • Помните о взрывоопасности жидкой кислоты и не заряжайте такой аккумулятор вблизи источников открытого огня и при высоких температурах.
  • Регулярно проверяйте состояние клемм на предмет загрязнений и белого налета в виде окисей тяжелых металлов. Почему окисляются клеммы аккумулятора, читайте здесь →

Своевременная проверка аккумулятора убережет вас от неприятных сюрпризов и продлит его срок службы.

Особенности применения гелевых автомобильных аккумуляторов

Безусловно, эксплуатация гелевых аккумуляторов может показаться гораздо более простой, если сравнивать ее с дешевыми «кислотниками».

С одной стороны это, действительно, так. Поскольку внутри такого источника тока находится не жидкость, а гель, он более безопасен в применении и не подвержен взрывоопасности. Гелевую АКБ при необходимости можно положить на бок и повернуть любой стороной, и с ней ничего не случится.

Срок эксплуатации у гелевых батарей намного больше. К тому же, они не требуют никакого обслуживания внутри: им не нужна заливка дистиллированной воды и регулярная проверка внутреннего состояния «банок». Поэтому возникает вопрос — не лучше ли сразу заплатить тысяч 10 или 15, чтобы «не париться» лишний раз?

С одной стороны, преимущества гелевых АКБ очевидны. Однако при эксплуатации аккумулятора этого типа необходимо соблюдать ряд определенных предписаний, иначе «посадить» дорогостоящий аккумулятор можно в два счета.

Если вы приобретаете гелевую АКБ, исправность бортовой сети вашего автомобиля и его составляющих, связанных с аккумуляторным питанием, должна находится на самом высоком уровне:

  • Ток должен подаваться стабильно и точно.
  • Напряжение во всех частях бортовой электросети автомобиля не должно быть скачкообразным. Если оно «скачет», аккумулятор сразу же может необратимо выйти из строя.
  • Генератор и реле-регулятор должны работать исправно, поддерживая напряжение в гелевой батарее не больше цифры в 14,4 В.
  • Что касается реле-регулятора, многие опытные автомобилисты рекомендуют сразу установить в машину запасное реле в случае приобретения гелевой АКБ. Если одно реле вдруг «накроется», другое, в данном случае, спасет батарею.
  • Следует сразу же приобрести зарядное устройство, желательно с автоматическим режимом зарядки гелевых аккумуляторов.
  • Если вдруг напряжение в АКБ становится выше 14,4 вольт (это уже критический показатель), обязательно должен сработать регулятор напряжения.

Как видите, несмотря на все положительные характеристики и внешние удобства эксплуатации аккумулятора такого типа, гелевые батареи очень капризны и также требуют особого к себе отношения. Только в несколько ином виде. Ради них водителю придется еще дополнительно потратиться на приведение в идеальный порядок бортовой сети автомобиля.

Особенности применения щелочных батареек

Как бы удивительно это ни выглядело, но эксплуатация никель-кадмиевых аккумуляторов, иными словами, обычных батареек, на которых работают электроинструменты и прочие бытовые приборы, тоже имеет свои тонкости и особенности. Их обязательно следует знать для того, чтобы элементы питания правильно вырабатывали свой ресурс.

При эксплуатации никель-кадмиевых батареек нужно иметь в виду то, что им свойственен так называемый «эффект памяти». Если такие аккумуляторы подвергать частой и не очень длительной подзарядке, а также подключать к ним ЗУ, когда разряд их происходит не полностью, они как бы «запоминают» тот уровень заряда, который у них оставался, и работают не в полную силу. Поэтому у пользователя может сложиться впечатление, что АКБ вышли из строя. Но это не так.

Чтобы избавиться от «эффекта памяти» и возвратить никель-кадмиевым батарейкам хороший уровень емкости, их обязательно следует «прогнать» с помощью нескольких циклов «заряд-разряд». Не злоупотребляйте быстрыми подзарядками и не бойтесь оставлять их разряженными. Такие элементы глубоких разрядов не боятся.

Никель-металлогидридные, или Ni-MH аккумуляторы, напротив, не любят глубоких разрядов и подвержены влиянию перепадов температур.

Если вы храните такие батарейки долго без применения, а потом вдруг появилась необходимость ими воспользоваться, они не подведут вас и будут работать полноценно, даже если вы не пользовались ими несколько месяцев. Потребуется только небольшая подготовка их к работе: восстановите их емкость, зарядив и разрядив несколько раз.

Срок хранения никель-кадмиевых аккумуляторов с периодическим их применением может составлять до пяти лет. Хранить их нужно в теплом и сухом месте, желательно отдельно от электроинструмента или иного бытового прибора.

Когда речь заходит о понятии «щелочные аккумуляторы» с применением никелевых соединений, некоторые пользователи часто путают никель-металлгидридный аккумулятор с никель-кадмиевым. Они отличаются между собой главным образом тем, что Ni-Cd элементы — самые неприхотливые в эксплуатации, редко перегреваются, и их «старение» происходит очень медленно, что очень выгодно для пользователя.

Особенности применения литий-ионных и Li-pol батареек

Эксплуатация литий-ионных аккумуляторов также имеет свои особенности. При этом, правила эксплуатации Li-Ion и литий-полимера фактически идентичны, учитывая то, что современные технологии помогли устранить технические недостатки всей литиевой «линейки».

Как известно, первые Li-Ion батареи были довольно опасными и часто взрывались — главным образом, при перегреве. Сейчас все аккумуляторы этого типа снабжены контроллером уровня напряжения, который не позволяет U подниматься выше требуемого.

Для того чтобы продлить срок службы литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов, соблюдайте следующие несложные рекомендации:

  • Всегда следите за тем, чтобы заряд Li-Ion или Li-полимерных аккумуляторов составлял, как минимум, 45%. Литий не любит глубокого разряда и очень к нему чувствителен.
  • Поддерживайте этот показатель заряда стабильно, не уменьшайте его.
  • Частые подзарядки таким батарейкам, вопреки распространенному мнению, не повредят. Главный плюс любого литий-ионного и li-pol аккумулятора состоит в том, что ни у тех, ни у других нет «эффекта памяти».
  • Не допускайте их перезаряда или перегрева: они довольно чувствительны.
  • Новым Li-Ion аккумуляторам можно провести несколько циклов «заряд-разряд». Но не с целью убрать «эффект памяти», а для того, чтобы откалибровать их контроллер для его правильной и четкой работы. Подробнее о калибровке аккумуляторов читайте здесь →

Эксплуатация аккумулятора любого типа имеет особенности и нюансы, которые пользователь всегда должен иметь в виду. Это поможет больше узнать как об автомобильных аккумуляторах, так и о самых обычных батарейках, вникнуть в суть их работы и продлить срок их службы при использовании.

auto-gl.ru

3 Система электропитания с отделённой от нагрузки аккумуляторной батареей (аб).

Рис 2 Структурные схемы ЭПУ с отделённой от нагрузки аккумуляторной батареей (АБ).

а) –без регулирования напряжения при разряде АБ;

б) – с регулированием напряжения с помощью вольтодобавочного конвертора (ВДК)

Система с отделенной от нагрузки АБ (рисунок 1.6). В нормальном режиме работы питание аппаратуры обеспечивается за счет ВУ. АБ подзаряжается от дополнительного выпрямителя содержания (ВС).

Рисунок 1.6 – Система электропитания с отделенной от нагрузки АБ

Устройство управления (УУК) контролирует напряжение на нагрузке. При его уменьшении ниже допустимой нормы срабатывает электронный ключ ЭК (тиристорный или транзисторный), а затем контактор К1. Преимуществом этой системы является отсутствие влияния импульсной нагрузки на работу АБ. К недостаткам можно отнести: низкий кпд основного выпрямителя (ВУ) за счет больших габаритных размеров сглаживающих фильтров и дополнительного выпрямителя — ВС.

Система питания с отделенной от нагрузки аккумуляторной батареей.В нормальном режиме работы ЭПУ (при наличии напряжения в сети переменного тока) питание нагрузки осуществляется непосредственно от выпрямительного устройства. Аккумуляторная батарея отключена от нагрузки и находится в режиме постоянного подзаряда от подзарядного выпрямителя (ПВУ). При повреждении основного и резервного выпрямителей или при пропадании напряжения в сети переменного тока батарея автоматически подключается к нагрузке с помощью тиристорного ключа. После восстановления напряжения в сети переменного тока аккумуляторная батарея отключается от нагрузки и включается на заряд от зарядного выпрямителя (ЗВУ).

Система питания с постоянно работающим конвертором или комбинированным выпрямителем. Эта система отличается от системы с отделенной от нагрузки аккумуляторной батареей тем, что аппаратура постоянно питается от последовательно включенных неуправляемого выпрямителя или аккумуляторной батареи и высокочастотного вольтодобавочного конвертора. Аккумуляторная батарея подключается ко входу конвертора тиристорным ключом при пропадании напряжения в сети переменного тока или повреждении выпрямительного устройства. В данной системе обязательно наличие зарядного выпрямителя. В целях улучшения энергетических показателей ЭПУ подзаряд батареи может осуществляться и от отдельного маломощного выпрямителя. Достоинства системы — высокие динамические характеристики (постоянное выходное напряжение во всех режимах работы ЭПУ) и развязка по питанию различных нагрузок с помощью конверторов.

Безаккумуляторная система электропитания(рисунок 1.7) требует

Рисунок 1.7 – Безаккумуляторная система электропитания

наличия не менее трех независимых источников энергии, один из которых резервная электростанция (ДГУ). В этой системе всегда работает парное число выпрямителей, при этом улучшается форма потребляемого тока и они должны быть загружены не более чем на 50%. При пропадании напряжения на одном из фидеров замыкается К2 и выпрямители подключаются к другому фидеру. Преимуществомэтой системы является простота схемы построения, дешевизна системы. Но по ряду, в основном организационных причин, схема не нашла широкого применения.

 

Контрольные вопросы:

  1. Как осуществляется электропитание в буферной СЭП в условиях нормального электроснабжения?

  2. Как осуществляется электропитание в буферной СЭП при перерывах в электроснабжении?

  3. Каковы достоинства буферной СЭП?

  4. В чем заключается основной недостаток регулирования напряжения с помощью нелинейных элементов?

  5. В чем заключается основной недостаток регулирования напряжения с помощью дополнительных элементов?

  6. Что означает понятие “секционированная АБ”? Как рассчитывается секционированная АБ по количеству элементов?

  7. В чем принцип регулирования напряжения с помощью вольтодобавочных конверторов?

  8. В чем заключается принцип работы системы питания с постоянно работающим конвертором или комбинированным выпрямителем?

  9. С помощью какого оборудования осуществляется автоматическая коммутация АБ при различных токовых нагрузках: (до 140А, до 800А, до 1500А)?

  10. Как подключен ВДК к АБ? Когда он работает в активномрежиме, как при этом осуществляется плавное регулирование выходного напряжения ЭПУ?

studfile.net

Аккумуляторные батареи | Обслуживание источников оперативного тока

Страница 2 из 4

Устройство и характеристики аккумуляторов.

На подстанциях применяют главным образом свинцово-кислотные аккумуляторы типа С (СК) в открытых стеклянных сосудах, а аккумуляторы большей емкости — в деревянных баках, выложенных внутри свинцом. Аккумуляторные пластины разной полярности, находящиеся в одном сосуде, отделяются друг от друга сепараторами из мипора (мипласта). Сосуды заполняются электролитом (водным раствором чистой серной кислоты). Положительные пластины выполняются из чистого свинца и имеют сильно развитую поверхность. При формировании собранного аккумулятора (особом режиме первого заряда) на поверхности положительных пластин из металлического свинца основы образуется слой диоксида свинца РbO2, являющийся активной массой этих пластин. Отрицательные пластины изготовляются также из металлического свинца, но имеют коробчатую форму. Ячейки свинцового каркаса пластин заполняются активной массой, приготовляемой из оксидов свинца и свинцового порошка РЬ. Чтобы эта масса не выпадала из ячеек, пластины покрывают с боков тонкими перфорированными свинцовыми листами. В процессе формирования на отрицательных пластинах образуется губчатый свинец.
Наряду с аккумуляторами типа С (СК) применяются аккумуляторы типа СН. Они имеют намазные пластины, сепараторы из стекловойлока, винипласта и мипора, сосуды из прессованного стекла с уплотненными крышками. Все это обеспечивает надежность и длительный срок службы аккумуляторов. В эксплуатации они не требуют столь частой доливки воды, снижаются требования к вентиляции помещений.
Основными характеристиками аккумуляторов С (СК) являются их номинальная емкость, продолжительность и ток разряда, максимальный ток заряда. Их значения определяются типом, размером и числом пластин и получаются умножением соответствующих значений для аккумуляторов С-1 (СК-1) на типовой номер. Характеристики аккумуляторов типа С-1 (СК-1) приведены в табл. 6.1.
Таблица 6.1
Электрические характеристики аккумуляторов типов С-1 и СК-1


Параметр
аккумулятора

Параметр для режима разряда, ч

3

5

7,5

10

1

2

С-1

СК-1

Разрядный ток, А

9

6

4,4

3,6

18,5

11

Емкость, А·ч

27

30

33

36

18,5

22

Предельное напряжение разряда, В

1,8

1,8

1,8

1,8

1,75

1,75

Максимальный зарядный ток, А

9

9

9

9

11

11

В эксплуатации емкость аккумулятора зависит от концентрации и температуры электролита, от режима разряда. С ростом плотности электролита емкость аккумулятора возрастает. Однако крепкие растворы увеличивают сульфатацию пластин. Повышение температуры электролита также приводит к возрастанию емкости, что объясняется снижением вязкости и усилением диффузии свежего электролита в поры пластин. Но с повышением температуры увеличивается саморазряд и сульфатация пластин.
Исследованиями установлено, что для стационарных аккумуляторов типа С (СК) оптимальной является плотность электролита в начале разряда 1,2-1,21 г/см3 при нормальной температуре 25°С. Температура воздуха в помещении, где установлена аккумуляторная батарея, должна поддерживаться в пределах 15-25°С.
Емкость аккумуляторов нормируется при условии непрерывного разряда в течение 10 ч неизменным по значению током. На практике разряды могут быть более короткими (1-2 ч) — большими токами и более длительными — малыми токами. При больших токах разряда емкость аккумулятора быстро снижается.
Факторами, ограничивающими разряд, являются конечное напряжение на зажимах аккумулятора и плотность электролита в сосудах. При 3-10-часовом разряде снижение напряжения допускается до 1,8 В, а при 1-2-часовом — до 1,75 В на элемент. Более глубокие разряды во всех режимах приводят к повреждению аккумуляторов. Разряды малыми токами прекращают, когда напряжение становится равным 1,9 В на элемент. При разряде контролируется как напряжение, так и плотность электролита. Уменьшение плотности на 0,03-0,05, т.е. до значений 1,17-1,15, свидетельствует о том, что емкость исчерпана.
Особенности эксплуатации аккумуляторов. В аккумуляторах непрерывно происходят неуправляемые химические и электрохимические реакции, приводящие к снижению их емкости. Происходит так называемый саморазряд аккумулятора, т.е. потеря им запасенной энергии. Саморазряду подвержены как работающие, так и отключенные от сети аккумуляторы. Новая батарея аккумуляторов теряет в течение суток не менее 0,3% своей емкости. Со временем саморазряд возрастает. При некоторых условиях (высокая температура и плотность электролита) наблюдается повышение саморазряда. Одной из причин повышенного саморазряда является присутствие в электролите примесей железа, хлора, меди и других элементов. Практически невозможно получить электролит, свободный от примесей. Однако их содержание не должно превышать установленных норм, поэтому применяемые для составления электролита кислота и дистиллированная вода проверяются на содержание вредных примесей.
В режиме разряда аккумулятора на его пластинах образуется свинцовый сульфат. При нормальной эксплуатации аккумуляторов сульфат имеет тонкое кристаллическое строение и легко растворяется при заряде, переходя в оксид свинца на положительных пластинах и в губчатый свинец на отрицательных. При некоторых условиях, рассмотренных ниже, возникает ненормальная сульфатация пластин, когда сравнительно быстро увеличивается количество крупных кристаллов сульфатов, которые закрывают собой поры активной массы пластин, мешая доступу электролита, при этом возрастает внутреннее сопротивление аккумулятора, а емкость его снижается. Внешними признаками ненормальной сульфатации являются образование на поверхности пластин беловатых пятен, выпадение светло-серого шлама в сосуде, коробление положительных и выпучивание отрицательных пластин.

Режим работы аккумуляторных батарей

Раньше аккумуляторные батареи на подстанциях эксплуатировались в режиме «заряд-разряд». Этому режиму соответствовали схемы установок с элементным коммутатором, которые сохранились еще на многих подстанциях. С помощью элементного коммутатора можно увеличивать число аккумуляторов, присоединенных к шинам постоянного тока, для поддержания необходимого уровня напряжения при разряде и уменьшать их число при заряде, когда напряжение на аккумуляторах возрастает. Режим работы аккумуляторов с периодическими зарядами и разрядами имеет существенные недостатки, связанные с преждевременным износом аккумуляторов и занятостью персонала по контролю и уходу за батареями.
В настоящее время аккумуляторные батареи на подстанциях эксплуатируются в режиме постоянного подзаряда, что улучшило работу большей части аккумуляторов и упростило их эксплуатацию. Сущность режима заключается в том, что полностью заряженная аккумуляторная батарея включается параллельно с подзарядным агрегатом, который обеспечивает питание подключенной нагрузки и в то же время подзаряжает малым током батарею, восполняя потерю емкости в результате саморазряда. В случае аварии на стороне переменного тока или остановки по какой-либо причине подзарядного агрегата батарея принимает на себя всю нагрузку сети постоянного тока. После ликвидации аварии батарея заряжается от зарядного агрегата и переводится на работу в режиме постоянного подзаряда.
При постоянном подзаряде режим батареи характеризуется напряжением на зажимах каждого элемента в пределах 2,2±0,05 В и током подзаряда 10-30 мА, умноженным на типовой номер аккумулятора. Для аккумуляторов типа СН рекомендуется поддерживать напряжение 2,18±0,04 В на элемент и ток подзаряда 10-20 мА на каждый номер аккумулятора. Более точное значение этих величин, определяемых индивидуальными свойствами аккумуляторных батарей, устанавливается в зависимости от плотности электролита. Если, например, плотность электролита снижается по сравнению с начальной (1,2-1,21 для аккумуляторов типов С, СК и 1,22-1,225 для аккумуляторов типа СН), то это свидетельствует о недостаточности тока подзаряда — напряжение подзаряда следует повысить. Измерение плотности электролита должно производиться с учетом его температуры, так как плотность изменяется (уменьшается при повышении и увеличивается при понижении температуры электролита) на 0,003 г/см3 на каждые 5°С по отношению к нормативной температуре 25°С. На чрезмерно большой ток подзаряда указывает усиленное выпадение в сосуде коричневого шлама.
Уравнительные заряды и дозаряды аккумуляторных батарей. Аккумуляторные батареи с элементным коммутатором, переведенные в режим постоянного подзаряда, обладают тем основным недостатком, что батарея оказывается разделенной на две части, находящиеся в неодинаковых условиях. Основная часть батареи (107 элементов) подзаряжается и таким образом поддерживается в заряженном состоянии. Остальные (концевые) аккумуляторы не подзаряжаются и постепенно теряют свою емкость вследствие саморазряда. При недостаточном уходе пластины концевых аккумуляторов сульфатируются. Наблюдается разная степень заряженности отдельных элементов.
Для устранения следов сульфатации и выравнивания отстающих элементов батареи по мере необходимости подвергают уравнительным зарядам (перезарядам). При уравнительном заряде батарея предварительно разряжается током 10-часового режима до напряжения 1,8 В на элемент. Затем нормально заряжается тем же током до появления признаков заряженности — сильного газообразования, возрастания напряжения до 2,6-2,8 В на элемент, увеличения плотности электролита до 1,2-1,21 г/см3 — и оставляется в покое на 1 ч. Заряды с одночасовыми перерывами продолжаются до тех пор, пока батарея не получит двух-, трехкратной номинальной емкости. Признаком, по которому судят об окончании заряда, является бурное газообразование всех элементов, наступающее вслед за включением батареи на заряд.
Для аккумуляторных батарей типа СН дополнительно производят перезаряды после каждой доливки аккумуляторов.
Уравнительные заряды аккумуляторных батарей без элементных коммутаторов, работающих в режиме постоянного подзаряда, невозможны по той причине, что при этом напряжение на каждом элементе возрастает до 2,6-2,8 В. Для профилактики такие батареи 1 раз в 3 мес. подвергаются дозарядам. Они производятся без отключения нагрузки путем повышения напряжения до 2,3-2,35 В на элемент до достижения плотности электролита 1,2-1,21 г/см3 во всех элементах. Начальный ток заряда устанавливается не выше тока 10-часового режима разряда. Продолжительность дозаряда обычно не превышает 1-2 суток в зависимости от состояния аккумуляторов.
Для поддержания работоспособности концевых элементов в нормальном режиме работы батареи применяют схемы подзаряда этих элементов от самостоятельного источника тока или общего подзарядного агрегата. Схема включения подзарядного агрегата на всю батарею приведена на рис. 6. 6. В схеме концевые элементы шунтируют регулируемым балластным резистором, выбранным по току нагрузки батареи R=Uкон./ I нагр. , что обеспечивает поддержание напряжения 2,2±0,05 В на элемент. При уменьшении нагрузки сети персонал соответственно изменяет сопротивление резистора. Ток, проходящий через амперметр, должен быть равен нулю.
Неисправности аккумуляторов, осмотры и уход за аккумуляторными батареями. Основными неисправностями являются следующие:
ненормальная сульфатация пластин — образование крупных кристаллов сульфата, не растворяющихся при чрезмерно высокой плотности электролита и высокой температуре, при систематических глубоких разрядах и недостаточных зарядах большими токами и длительном нахождении батареи в разряженном состоянии. Если сульфатация не очень глубокая, то она устраняется проведением уравнительного заряда. При глубокой сульфатации необходим десульфатационный заряд;
короткое замыкание между пластинами разной полярности. Причинами могут быть замыкания пластин шламом, накопившимся на дне сосуда, коробление положительных пластин и губчатые наросты на отрицательных пластинах, разрушения сепарации. Признаками КЗ является низкое напряжение на элементе в конце заряда и низкая плотность электролита в сосуде, а также слабое газовыделение. Неисправность выявляется тщательным осмотром;
коробление пластин. Причинами коробления положительных пластин могут быть большие зарядные и разрядные токи, высокое напряжение подзаряда, короткое замыкание, низкий уровень электролита, наличие вредных примесей в электролите (солей железа, азотистых и хлористых соединений, марганца, меди). Вырезать и выправить положительные пластины удается, если они эксплуатировались не более 3 лет. Коробление отрицательных пластин обычно является результатом давления соседней покоробленной положительной пластины;
чрезмерное образование шлама. Выпадение небольшого количества шлама на дне сосуда — явление обычное и неизбежное. Однако большое количество коричневого шлама свидетельствует о слишком высоком напряжении подзаряда или излишних перезарядах. Шлам светло-серого цвета указывает на систематически допускаемую сульфатацию пластин или присутствие в электролите примесей, содержащих хлор.
Принципиальная схема подзаряда концевых элементов батареи от общего подзарядного агрегата
Рис. 6.6. Принципиальная схема подзаряда концевых элементов батареи от общего подзарядного агрегата:
1 — основные элементы; 2 — концевые элементы; 3 — подзарядный агрегат; 4 — сопротивление нагрузки; R — регулируемый балластный резистор
Среди прочих неисправностей аккумуляторов могут быть названы неисправности сосудов, изношенность и хрупкость сепарации, загрязнение электролита и понижение его плотности.
Характерными неисправностями аккумуляторов СН являются сульфатация пластин и загрязнение электролита вредными примесями. Признаки сульфатации — понижение разрядного напряжения и снижение емкости элементов. Устраняется сульфатация проведением тренировочных разрядов.

схема выпрямительного зарядно-подзарядного агрегата ВАЗП-380/220-40/80
Рис. 6.7. Упрощенная структурная схема выпрямительного зарядно-подзарядного агрегата ВАЗП-380/220-40/80:
SF — автоматический выключатель; L1, L2 — дроссели; SAC — переключатель режимов работы; Т1-Т4 — трансформаторы питания блоков управления и обратной связи; ТА, ТВ, ТС — трансформаторы каналов формирования импульсов управления соответственно фаз А, В, С;
R1-R4 — резисторы; PV1 — вольтметр цепи питания; РА2 и PV2 — амперметр и вольтметр цепи напряжения выхода

Помутнение или потемнение электролита указывает на его загрязнение. В этом случае производится химический анализ электролита. Если он подтвердит наличие вредных примесей, электролит заменяют.
На указанные неисправности аккумуляторов необходимо обращать внимание при осмотрах, которые проводятся по графику. При осмотрах проверяют так же:
— целость сосудов, состояние стеллажей и изоляции сосудов;
— защищенность контактных соединений и шинок от коррозии;
— положение покровных стекол, предотвращающих вынос электролита из сосуда пузырьками газа, образующимися при заряде аккумуляторов;
— уровень электролита в сосудах, который должен быть на 10-15 мм выше края пластин. При понижении уровня производится доливка, как правило, дистиллированной водой, а не электролитом. Частые доливки электролитом способствуют сульфатации пластин;
— напряжение на соединительных пластинах аккумулятора, плотность и температуру электролита каждого элемента. Измерения следует проводить не реже 1 раза в месяц. Результаты измерений записывают в журнал. Обращается внимание на отсутствие «отстающих элементов»;
— исправность вентиляции и отопления. Температура в помещении аккумуляторной батареи должна быть не ниже 10°С.
При обслуживании аккумуляторных батарей персонал обязан соблюдать правила техники безопасности , так как приходится иметь дело с опасными для человека материалами. Серная кислота при попадании на кожу вызывает ожоги, а при попадании в глаза поражает их. Поэтому все работы с кислотой (электролитом) должны производиться в специальных костюмах, резиновых фартуках, перчатках и защитных очках. При приготовлении электролита концентрированную серную кислоту следует вливать тонкой струей в воду и непрерывно размешивать раствор. В помещении аккумуляторной батареи должен постоянно находиться 5%-ный содовый раствор и сосуд с большим количеством чистой воды для удаления и нейтрализации кислоты, случайно попавшей на кожу.
Курение и применение открытого огня в аккумуляторных помещениях запрещается по избежание взрыва смеси водорода, выделяющегося при электролизе воды и кислоты, с воздухом.
схема выпрямительного зарядно-подзарядного агрегата ВАЗП-380/220-40/80

leg.co.ua

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *