Пятница, Ноябрь 24, 2017

+79787402926

Зарядные устройства

Высокочастотная цифровая зарядная станция “Комета”

 

(ЗС) предназначена для заряда всех типов тяговых аккумуляторных батарей по DIN 41772DIN 41773, DIN 41774, соответствие профилей по DIN подтверждено Государственным предприятием "Испытательный центр "Омега".

Принцип действия ЗС основан на высокочастотном преобразовании напряжения , обладает высоким КПД (около 95 %) ,что позволяет экономить до 25% электроэнергии необходимой для заряда АКБ по сравнению с классическими ЗУ.

Управление ЗС осуществляется высокопроизводительной микропроцессорной системой с функцией самодиагностики. Стабильность выходных характеристик и заряд оптимальным током увеличивает срок службы АКБ (до 15%).

 ЗС позволяет производить зарядку как в “АВТОМАТИЧЕСКОМ” режиме в соответствии с выбранным профилем, так и в “РУЧНОМ”* с возможностью установить стабилизируемый параметр, ТОК с разрешением 1А.

ЗС ** имеет возможность автоматически корректировать профиль заряда в зависимости от внешних температурных условий и типа АКБ . ЗС имеет возможность подключения к ПК РС для контроля и визуализации режимов заряда АКБ, ведения электронного журнала на каждую из заряжаемых батарей. При использовании нескольких однотипных ЗС “Комета” имеется возможность организации централизованной системы мониторинга состояния АКБ в эксплуатирующей организации.

Характеристики

НаименованиеОписание
Зарядная характеристикаWa, ( WoWa), IoIa* IUIa* руч*IU*
Тип заряжаемых батарейЛюбой. Возможно оперативное изменение зарядной характеристики.
Время заряда5-14 ч.
Устойчивость к колебаниям сети основного питанияДа (+/- 10%)
Критерий окончания зарядаdU/dt; Upc=2,65 V
Эффективность зарядаК.П.Д. 92%
Энергопотребление6,2 кВт
Возможность проведения выравнивающего зарядаДа (режим постоянного тока)
Компенсационный (освежающий) зарядДа
ВесМалый 25 кг
Метод отображения информацииБольшой знакосинтезирующий жидкокристаллический дисплей с подсветкой
Отображение основных параметров зарядаДа
История зарядов*Память на 10 последних зарядов в пользовательском режиме
Страна изготовленияУкраина

Основные технические особенности и преимущества.

  • Многопрофильность.

    Теперь стало возможным использовать одно зарядное устройство для заряда широкого спектра батарей различных емкостей, технологий (классические, малообслуживаемые и необслуживаемые-гелевые).

  • Оптимизация эффективности

    Зарядное устройство обеспечивает стабилизированный ток и напряжение во время колебаний питающей сети, гарантируя оптимизированный заряд. Окончание заряда происходит при достижении напряжения на элементе 2,65 В. либо при окончании роста напряжения (dV/dt), что исключает возможность недо заряда или перезаряда (для батарей с жидким электролитом).

  • Легкость и компактность.

    По сравнению с классическими зарядными устройствами вес данного устройства в несколько раз ниже, что снижает затраты по установке и эксплуатации.

  • Экономия

    За счет высокочастотного преобразования устройство имеет высокий КПД (около 92%), что позволяет существенно экономить на электроэнергии.

Микропроцессорная система;

  • - предотвращает превышение допустимого значения тока в момент включения питания
  • - обеспечивает диагностику АКБ по степени сульфатации
  • - Отключает ЗС после окончания заряда.
  • - позволяет оптимизировать температуру ЗУ

Стандартный (профиль Wa, (WoWa)) имеют зарядные вольт-амперные характеристики (Wa) согласно стандарту DIN 41774 . Относится к классу простейших и основаны на механизме временного контроля зарядного процесса. Дополнена функция автоматического управления зарядным процессом, путем контроля величины заряженной емкости батареи в А ч. Кроме того, все зарядные устройства оснащены большим и информативным ЖК-дисплеем.

Дополнительные профили *

Профили IUIa имеет зарядную вольт-амперную характеристику типа (I),(U)и является наиболее оптимальным для заряда АКБ, позволяет произвести безопасный заряд батареи за минимально короткое время. Окончание заряда производится при достижении Vpc=2,65 В. либо по критерию dU/dt.

  • Режим диагностики АКБ определяет количество переданной энергии в АКБ во время заряда и определяет степень сульфатации АКБ.
  • РЕЖИМ ВОССТАНОВЛЕНИЯ АКБ позволят снизить последствия сульфатации АКБ, производя заряд малым током вне зависимости от состояния батареи.
  • РУЧНОЙ РЕЖИМ(IU)имеет возможностью установить стабилизируемый параметр, ТОК(I) или НАПРЯЖЕНИЕ (*U) с разрешением 1А или 1 Вольт, что позволяет производить зарядку малым (большим) стабилизированным током.

**Централизованная система мониторинга и управления зарядных устройств.

  • Диагностика.
  • **Удаленная сигнализация.
  • Безопасное отсоединение.

 

Критерии выбора зарядных устройств для тяговых аккумуляторных батарей PzS (классические АКБ с жидким электролитом) и PzV (с гелиевымэлектролитом)

На сегодняшний день аcсортимент тяговых АКБ необычайно обширен.

Организация эксплутирующая напольный электротранспорт, как правило,к АКБ предъявляет следующие требования:

  1. Оптимальное время заряда АКБ
  2. Максимально возможный срок эксплуатации АКБ
  3. Минимизация затрат на электроэнергию при заряде и обслуживанию АКБ

Режимы эксплуатации АКБ можно разделить на следующие типы:

  1. Одно, двух или трех сменная работа напольного транспорта
  2. Легкий режим работы, глубина разряда до 60% С(5), температура электролита до 30*С
  3. Интенсивный режим работы, глубина разряда 80% С(5) и выше, температура электролита более 30*С, большие ударные разрядные токи.
  4. Возможность подзарядки во время работы.

В связи свыше перечисленным, правильный подбор зарядной станции к конкретному типу АКБ черезвычайно важен.

Зарядные станции по своему принципу работы можно разделить на три типа:

  1. Низкочастотные (50-60 Гц.) трансформаторные с неуправляемым выпрямителем. Возможна реализация только профилей типа W, WoWa.
  2. Низкочастотные (50-60 Гц.) трансформаторные с управляемым выпрямителем.
  3. Высокочастотные полностью управляемые инверторные. Возможна реализация всех существующих профилей заряда.

На территории стран постсоветсконо пространства, в силу своей дешивизны, наибольшее распространение получили зарядные станции первого типа.

В DIN41772 приведены основные режимы заряда (профили).

W – характеристика (падающая):

W, Wa, WoWa, WU, WUWa. Это семейство характеристик формируют трансформаторные зарядные станции первого типа

U – характеристика:

U

I – характеристика:

I, Ia, IoIa, IU, IUW, IUIa. Это семейство характеристик могут формировать зарядные станции второго и третьего типа ( инверторные).

Где:

  • Падающая характеристика зарядного тока,W
  • Стабилизированное напряжение, U
  • Стабилизированный ток, I
  • Автоматическое переключение, 0(ноль)
  • Автоматическое отключение, а

Зарядные устройства реализующие вышеперечисленные характеристики (профили) заряда должны обеспечить требования допусков по выходным параметрам в соответствии с DIN 41773 для токов +/-2%, для напряжения +/-1%, для Wхарактеристики в соответствии с DIN 41774: +/-0,05Vpc.

fade fade fade

При заряде свинцово-кислотных аккумуляторов трансформаторными нерегулируемыми (первый тип) зарядными станциями обеспечить требования DIN 41773,DIN 41774 сложно, так как зарядный ток зависит от изменения напряжения питающей сети не линейно (рис 1).

“ Зарядные устройства не оборудованные средствами стабилизации выходных параметров имеют выходной ток зависящий от колебаний напряжения питания. Увеличение входного (питающего) напряжения ЗС на 5% приводит к неконтролируемому увеличению зарядного тока, при напряжении 2,0В/элемент на 15%, при 2,4В/элемент на 30%, а при 2,65В/элемент составляет около 50%. Поэтому особенно после превышения напряжения газообразования (2,4В/элемент), увеличение питающего напряжения на 5% и продолжение заряда более 5 минут приводит к деградации АКБ….”

Проблема в большом числе случаев становится не разрешаемой при эксплуатации станций в условиях сегоднешнего состояния энергосистем предприятий постсоветского территориального пространства.

Ниже приведены изображения некоторых профилей в взаимосвязях параметрах напряжение, ток, время.

Рис 2.

Рис 3.

Рис 4.

Рис 5.

Пример расчета критичных значений тока формируемых зарядной станцией для АКБ емкостью 520 А*ч для различных профилей заряда.

Профиль Wa:

  • Начало заряда от 12 A/h*5.2=62.4 Ампер до 16 A/h*5.2=83Aмпер
  • Окончание заряда от 3A/h*5.2=15.6 Aмпер до 4 A/h*5.2=20.8 Aмпер

Профиль WoWa:

  • Начало заряда от 20 A/h*5.2=104 Ампер до 30A/h*5.2=156 Ампер.
  • Точка перелома (2,4 В), 8A/h*5.2=41.6 Ампер.
  • Окончание заряда 4 A/h*5.2=20.8 Ампер.

Профиль IUIa:

  • Начало заряда от 14 A/h*5.2=72 Ампера до 20 A/h*5.2=104 Ампера.
  • Окончание заряда 5 A/h*5.2=26 Ампер.

Профиль IUIa (электролит- гель):

  • Начало заряда от 12 A/h*5.2=62.4 Ампера до 14 A/h*5.2=72.8 Ампер.
  • Окончание заряда от 1 A/h*5.2=5.2 Ампера до 1,4 A/h*5.2=7.28 Ампер.

 

Выводы:

Характеристики типа W (W, Wa, WoWa, WU, WUWa) не являются оптимальными для заряда батареи и представляют по сути нагрузочную характеристику трансформатора. Участок от 2,4 Вольта до 2,65 Вольт наиболее опасен, требует повышенного внимания к температуре электролита особенно при нестабильном питающем напряжении.

Наиболее оптимальным является профиль IUIa. При формировании характеристики IUIaна начальном участке заряда устанавливается ток несколько ниже чем в профиле WoWa, что позволяет меньше нагружать АКБ, далее ведется заряд стабильным током, независимо от колебаний питающей сети, до напряжения 2,4 Вольта. При достижении напряжения 2,4 Вольт зарядная станция переходит в режим стабилизации напряжения 2,4 Вольт, при достижении зарядного тока 5 A/100 Ahзарядная станция опять переходит в режим стабилизации тока и при достижени напряжения 2,65 Вольт заряд прекращается. Как видно на критичном участке, от 2,4 Вольт до 2,65 Вольт, заряд производится стабильным, относительно небольшим током, не зависящим от колебаний питающей сети, что позволяет в некоторых случаях не производить контроль температуры электролита. При прочих равных условиях (емкость батареи, начальный ток заряда) реализация профиля IUIaпозволяет зарядить АКБ за минимальный промежуток времени и наиболее безопасным образом. При заряде батарей PzV (с гелиевым электролитом) вопрос выбора не стоит, заряд должен производиться только станцией стабилизирующей все выходные парраметры.Также необходимо учитывать разницу в расходах на электроэнергию призаряде АКБ. К.П.Д. трансформаторных станций колеблется до 0,7 а инветорных до 0,95. Экономия 25% электроэнергии весьма существенна.

Ниже приведена сравнительная таблица: