Akkutoiminnan sykliset ja puskuritilat. Auton akun puskurilaturi

Ladattavien akkujen puskuritoimintatila on "suosikki" - akkua ladataan jatkuvasti ja se purkaa hyvin harvoin. Tässä tilassa akku kestää niin kauan kuin mahdollista.

Esimerkki akun käytöstä puskuritilassa olisi keskeytymätön virransyöttö: verkon ollessa päällä akku pitää jatkuvasti varausta, ja sillä hetkellä, kun verkko katoaa, akku alkaa vapauttaa kertynyttä energiaa. Tietokoneiden keskeytymättömät virtalähteet käyttävät yleensä 12 V:n akkuja, joiden kapasiteetti on 7–26 Ah, jolloin tietokone voi toimia akkuvirralla vielä 10–15 minuuttia sähkökatkon aikana.

Soveltamisala puskuritilassa:

• aurinkoenergian varastointi
• Keskeytymättömät virtalähteet (UPS)
• turvavalaistusjärjestelmät
• hissit
• palo- ja turvajärjestelmät
• kassakoneet
• hätäjärjestelmät

Syklinen tila

Syklinen käyttötila on akulle "kovin". Tässä tilassa se tyhjenee täysin, sitten latautuu ja purkautuu kokonaan uudelleen. Käyttöikä tässä tapauksessa riippuu akun purkautumissyvyydestä.

Useimpien AGM-tyyppisten lyijyakkujen syklinen käyttöikä on korkeintaan 300 100 % purkausjaksoa, mutta on jo uuden sukupolven akkuja, joiden syklinen käyttöikä on 600 sykliä 100 % purkautumalla.

Soveltamisala syklisessä tilassa:

• pesuri kuivaimet
• veneen moottorit
• sähköautot
• lastauslaitteet jne.

Puskurivoimajärjestelmä

Tällaisella tehojärjestelmällä tasasuuntaajan rinnalla UZ ja kuorma on akulla G.B.(Kuva 2.3). AC-sähkön katketessa tai tasasuuntaajan vaurioituessa akku jatkaa kuorman virransyöttöä ilman virransyöttöä. Ladattava akku tarjoaa luotettavan varmuuskopion sähköenergian lähteistä, ja lisäksi se yhdessä tehosuodattimen kanssa suorittaa tarvittavan aaltoilun tasoituksen. Puskuritehojärjestelmässä erotetaan kolme toimintatilaa: keskivirta, pulssi ja jatkuva lataus.

Keskimääräisellä nykyisellä tilassa(Kuva 2.4) tasasuuntaaja UZ, kytketty rinnan akun kanssa GВ, tuottaa vakiovirran Iv riippumatta kuorman Rn virran In muutoksista. Kun kuormitusvirta In on pieni, tasasuuntaaja syöttää kuormaa ja lataa akkua virralla I3, ja kun kuormavirta on suuri, tasasuuntaaja yhdessä akun kanssa, joka puretaan virralla Ir, syöttää kuormaa. Latauksen aikana kunkin akun jännite kasvaa ja voi nousta 2,7 V:iin ja purkautumisen aikana laskee 2 V:iin. Tämän tilan toteuttamiseksi voidaan käyttää yksinkertaisimpia tasasuuntaajia ilman automaattisia säätölaitteita. Tasasuuntaajan virta lasketaan kuorman virransyöttöön päivän aikana kulutetun sähköenergian (ampeeritunteina) perusteella. Tätä arvoa tulee nostaa 15-25 % akkujen latauksen ja purkamisen aikana aina esiintyvien häviöiden kompensoimiseksi.

Tilan haittoja ovat: kyvyttömyys määrittää ja asettaa tarvittavaa tasasuuntausvirtaa tarkasti, koska kuormitusvirran muutoksen todellista luonnetta ei koskaan tiedetä tarkasti, mikä johtaa akkujen ali- tai ylilataukseen; lyhyt akun käyttöikä (8-9 vuotta), joka johtuu syvälataus- ja purkausjaksoista; merkittäviä jännitteen vaihteluita kuorman yli, koska kunkin akun jännite voi vaihdella välillä 2 - 2,7 V.

Pulssilataustilassa(kuva 2.5) tasasuuntaajan virta muuttuu äkillisesti riippuen akun jännitteestä GВ. Tässä tapauksessa tasasuuntaaja UZ antaa virtaa kuormalle Rn yhdessä akun G kanssa SISÄÄN tai syöttää kuormaa

Kuva 2.3 – Puskurivoimajärjestelmän kaavio

Kuva 2.4 – Keskivirtatila:

a – kaavio; b – virtakaavio; c – virtojen ja jännitteiden riippuvuus ajasta; I З ja I Р – vastaavasti akun lataus- ja purkausvirta

Kuva 2.5 – Pulssilataustila:

a – kaavio; b – kaavio virroista ja jännitteistä; c, d – virtojen ja jännitteiden riippuvuus ajasta

ja lataa akun uudelleen. Tasasuuntaajan maksimivirta asetetaan hieman korkeammaksi kuin huippukuormituksen tunnin aikana esiintyvä virta ja pienin kuormitusvirta I V max on pienempi kuin minimikuormavirta I n.

Oletetaan, että alkuasennossa tasasuuntaaja syöttää minimivirran. Akku purkautuu ja jännite putoaa 2,1 V:iin per kenno. Rele R vapauttaa ankkurin ja shunttaa vastuksen R koskettimillaan . Virta tasasuuntaajan lähdössä kasvaa portaittain maksimiin. Tästä eteenpäin tasasuuntaaja syöttää kuormaa ja lataa akkua. Latausprosessin aikana akun jännite kasvaa ja saavuttaa 2,3 V per kenno. Rele aktivoituu uudelleen R, ja tasasuuntaajan virta putoaa minimiin; Akku alkaa tyhjentyä. Sitten syklit toistetaan. Tasasuuntaajan maksimi- ja minimivirran aikavälien kesto muuttuu kuormituksen virran muutoksen mukaan.

Tilan etuja ovat: virransäätöjärjestelmän yksinkertaisuus tasasuuntaajan lähdössä; pienet rajat akun ja kuorman jännitteen muutoksille (2,1 - 2,3 V per kenno); pidentää akkujen käyttöikää jopa 10-12 vuoteen pienemmän syvälataus- ja purkausjaksojen ansiosta. Tätä tilaa käytetään automaatiolaitteiden virransyöttöön.

Nollalataustilassa(Kuva 2.6) kuorma Rn saa virran kokonaan tasasuuntaajalta UZ. Ladattu akku GB vastaanottaa tasasuuntaajalta pienen jatkuvan latausvirran, mikä kompensoi itsepurkauksen. Tämän tilan toteuttamiseksi on tarpeen asettaa tasasuuntaajan lähdön jännite (2,2 ± 0,05) V kullekin akulle ja ylläpitää sitä enintään ± 2% virheellä. Tässä tapauksessa latausvirta happoparistoille on I p = (0,001-0,002) C N ja alkaliparistojen I p = 0,01 C N. Siksi korkealle

Kuva 2.6 – Jatkuva lataustila:

a – kaavio; b – virtakaavio; c – virtojen ja jännitteiden riippuvuus ajasta

Tämän tilan suorittamiseksi tasasuuntaajissa on oltava tarkat ja luotettavat jännitteen stabilointilaitteet. Tämän vaatimuksen noudattamatta jättäminen johtaa akkujen ylilatautumiseen tai niiden syväpurkautumiseen ja sulfatoitumiseen.

Tilan etuja ovat: asennuksen melko korkea hyötysuhde, jonka määrää vain tasasuuntaaja (η = 0,7÷0,8); pitkä akun käyttöikä, saavuttaen 18-20 vuotta lataus- ja purkausjaksojen puuttumisen vuoksi; korkean jännitteen vakaus tasasuuntaajan lähdössä; Pienemmät käyttökustannukset automatisoinnin ja yksinkertaistetun akun huollon ansiosta.

Normaalisti akut ovat ladatussa tilassa eivätkä vaadi jatkuvaa valvontaa. Lataus- ja purkausjaksojen puuttuminen ja oikein valittu latausvirta vähentävät sulfaatiota ja mahdollistavat latausten ja ohjauspurkausten välisen ajan pidentämisen.

Tämän tilan haittana on tarve monimutkaistaa virtalähdelaitteita stabilointi- ja automaatioelementtien vuoksi. Tilaa käytetään laitteissa viestintälaitteiden virtalähteenä.

Olemme kaikki tottuneet sivilisaation etuihin, ja kun jotkut mukavuudet katoavat, henkilö tuntee vakavaa epämukavuutta. Useimmat joskus menettää sähkön, koska sähköverkon tila useimmissa kaupungeissa on hyvin vanha ja onnettomuuksia tapahtuu melko usein. Jälleen kerran istuttuani 4 tuntia pimeässä, päätin, että minun täytyy tehdä jotain... Ja päätös tuli melko nopeasti. 12V 7Ah akku, jollaista käytetään tietokoneiden keskeytymättömissä virtalähteissä, pieni piiri, joka pitää tämän akun aina ladatussa tilassa, pala LED-nauhaa ja liitin reitittimen liittämiseen (on tylsää ilman Internetiä), läppäri ja tabletti, luojan kiitos siinä on oma akku... Ja siinä se, nyt on tekemistä myös ilman keskussähköä....
Latauspiiri pitää akun puskuritilassa, eli akkuun syötetään aina tietyn tason jännite, joka pitää sen ladattuna. Valmistajat kirjoittavat koteloon tarkalleen, mitä jännitettä akullesi tarvitaan. Yleensä se on välillä 13,5 - 13,8 volttia. Tällä jännitteellä akku voidaan liittää verkkoon pysyvästi.

Latauspiiri koostuu verkkomuuntajasta, LM317-sirun jännitteen stabilisaattorista ja akusta. Kaikki on asennettu pienelle piirilevylle, lm317-siru on asennettava jäähdyttimeen.

Asetus koostuu jännitteen asettamisesta laturin ulostulossa 13,5 - 13,8 volttiin. Reitittimen virransyöttöä varten asetin lisäksi pankin 9 volttiin. Akun kapasiteetti 7Ah. metri LED valkoista nauhaa ja reititin toimi yli 4 tuntia, ei enää tarkastettu, valot ovat yleensä päällä...
Lataa kaavio, piirilevytiedosto, keskeytymätön hätävirtalähde

Tärkein edellytys akun oikealle toiminnalle ja korkealle suorituskyvylle ja käyttöikään on sen oikea lataus. Ja sillä ei ole lainkaan väliä, mistä mallista puhumme. Tämä koskee sekä teollisuudessa käytettyjä suuritehoisia akkuja että soittimiin ja älypuhelimiin sijoitettuja pieniä akkuja.

Valitettavasti kaikki tällaisten laitteiden käyttäjät eivät tiedä näitä sääntöjä. Artikkelimme on suunnattu asiakkaiden teknisen lukutaidon lisäämiseen ja toimii eräänlaisena ohjeena ladattavien akkujen käytöstä. Ja kun kohtaat ongelmia, tarjolla on laadukasta materiaalia, joka kuvaa kaikki tärkeät vaiheet.

Valmistajat tuottavat suuren määrän ladattavia akkuja: jokaisella niistä on omat ainutlaatuiset ominaisuudet. Tämä koskee sekä käyttötilaa että latausprosessia. Johtavien valmistajien korkealaatuiset mallit toimitetaan aina yksityiskohtaisilla ohjeilla, mutta on harvinaisia ​​​​tapauksia, joissa tällaiset asiakirjat eivät yksinkertaisesti sisälly toimituspakettiin. Tarvittavien artikkeleiden etsiminen Internetistä ei ole jännittävin toiminta, eikä siihen yksinkertaisesti ole tarpeeksi aikaa.

Siksi tässä artikkelissa kuvataan oikean latauksen pääkohdat. sinetöity, huoltovapaata tyyppiä olevaa lyijyakkua. Niitä käytetään sekä kodinkoneissa että keskeytymättömissä virtalähteissä. Lisäksi kaikki auton akkumallit noudattavat samaa periaatetta. Geeli Ja AGM akut veloitetaan näiden ohjeiden mukaan. Voit soveltaa esitettyjä sääntöjä onnistuneesti käynnistysakut jotka vaativat huoltoa. Mutta on joitain ominaisuuksia, jotka osoitamme tässä artikkelissa.

Tärkein kysymys on, kuinka akku ladataan tarkalleen?

Tässä osiossa puhumme akun oikean latauksen pääkohdista. On erittäin tärkeä sääntö: se koskee poikkeuksetta kaikkia markkinoilla olevia malleja. Mitä harvemmin akku purkautuu ja mitä pienempi purkaussyvyys, sitä pidempi sen käyttöikä.

Latausprosessiin liittyy monia myyttejä. Useimmiten "asiantuntijat" väittävät, että sinun on purettava akku kokonaan ja ladattava se maksimissaan. Lisäksi tällaiset "asiantuntijat" ovat varmoja, että purkamalla akkua säännöllisesti lisäät sen käyttöikää. Tämä on kaikki väärin: jos konsulttisi tarjoutuu ostamaan tuotetta ja kertoo uudelleen tällaisia ​​tarinoita, älä mene tähän kauppaan uudelleen.

Jos otamme huomioon tuntemattoman valmistajan valmistamat heikkolaatuiset akut, niille säännöllinen lataus- ja purkuprosessi on todella tärkeä. Jos tätä ei tehdä, tällaiset akut yksinkertaisesti epäonnistuvat (levyt liukenevat rikkihappoon ja muodostuu sulfaatteja). Mutta korkealaatuisille malleille optimaalinen käyttötila on puskuri. Sen aikana purkaukset eliminoituvat täysin ja akku on jatkuvassa kuormituksessa.

Ymmärtääksesi akun lataamista koskevat säännöt sinun tulee ymmärtää sen toimintatilojen peruskäsitteet.

Optimaalisin on puskurin käyttötila.

Tällaisesta tilasta ei ole enää silmiinpistävää esimerkkiä - keskeytymättömänä virtalähteenä. UPS-laitteessa akkua ladataan koko ajan ja se alkaa syöttää energiaa vain silloin, kun sähköverkon virta katkeaa. Heti kun virta palautuu, latausprosessi alkaa. Tämä on oikea käyttötila: akun käyttö tässä tilassa johtaa pitkän käyttöiän. Edistyksellisimmät mallit voivat kestää yli 12 vuotta. Ja tämä on kaukana rajasta AGM akut uusi sukupolvi.

Katsotaanpa syklistä toimintatapaa.

Vakioesimerkki ladattavan akun syklisestä käyttötavasta on leluauto, kodin automaattiset sähköjärjestelmät. Tämän tyyppisessä toiminnassa tapahtuu purkautumis- ja latausprosessi, ja tämä tapahtuu kerran päivässä. Tämä on ankarin käyttötila: tällaisissa tapauksissa he eivät puhu käyttöiästä aikavastineeksi. Näissä tapauksissa otetaan huomioon työsyklien resurssi. Säännöllinen AGM ladattavat akut toimivat enintään 300 jaksoa ja uudet mallit - 600 jaksoa.

Olemme usein yllättyneitä "teknikoista", jotka käyttävät auton akkuja, jotka on suunniteltu käynnistämään käynnistintä syklisessä käytössä. Varoitamme heti: nämä mallit on suunniteltu vain yhteen prosessiin - moottorin käynnistämiseen. Sen jälkeen generaattorin on syötettävä virtaa itsestään. Jos aiot käyttää syklistä toimintatapaa, levyt hajoavat nopeasti ja "kustannussäästösi" päättyy epäonnistumiseen.

Kuinka ladata akkuja puskuritilassa.

Kuten tiedät, jokaisen elementin nimellisjännite lyijyakussa on 2V. Useimmiten kotitalouksien tarpeisiin käytetään kolmi- ja kuusikennoisia akkuja.

Puskurin käytön aikana jännitteen tulee olla 2,3 V akkukennoa kohti. Jos tarkastelemme 12 voltin malleja, tämä luku on 13,8 V ja 6 voltin mallit - 6,9 V.

Latausvirran parametrien tulee olla 30 prosenttia 10 tunnin akun kapasiteetista. Jos puhumme geeli malleissa nämä luvut ovat 20 prosenttia. Harkitse esimerkiksi tavallista C10-akkua. Sen kapasiteetti on 100 Ah, mikä tarkoittaa, että latausvirta ei saa ylittää 30A.

Katsotaanpa oikeaa prosessia syklisessä tilassa toimivien akkujen lataamiseen: Jänniteparametrit ovat 2,45 V/el, latausvirta on 20 prosenttia C10:lle.

Akun latauksen kesto.

Akun latausprosessin kesto riippuu useista tekijöistä: ensinnäkin alkuperäisestä latauksesta. Ensimmäisinä minuuteina tapahtuu nopea lataus (kiihdytetty), mutta jonkin ajan kuluttua virrankulutus laskee ja pysähtyy, kun akku on latautunut täyteen. Tärkein latauksen kriteeri on akun virrankulutuksen vähentäminen 1,5 mA:iin jokaista Ah akun kapasiteettia kohden. Jos katsomme C20-akkua, latausvirran lasku 200 - 300 mA:iin osoittaa, että akku on melkein täysin ladattu. Latauksen nostamiseksi 100 prosenttiin sinun on jatkettava latausprosessia tällä virralla 1 tunnin ajan.

Tyhjentynyt akku latautuu syklisessä käytössä 10-12 tunnissa. Puskuritilassa nämä luvut saavuttavat 40 tuntia. Lataaakseen akun täyteen sen on syötettävä 20 prosenttia enemmän energiaa kuin nimellisarvoissa on ilmoitettu. Tässä pätevät tavanomaiset fysiikan lait. Ja nämä parametrit ovat täysin riippumattomia valmistajan merkistä ja akkutyypistä. Yksinkertaisesti sanottuna ylikyllästyksen puuttuminen ei suorita kaikkia akussa tapahtuvia kemiallisia ja sähköisiä reaktioita.

Optimaalinen lämpötila latausprosessille on 20 celsiusastetta. Jos lämpötila laskee, latausaikaa tulee pidentää. Kun yrität ladata akkua alhaisissa lämpötiloissa, kaikki ponnistelut menevät nollaan.