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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Récupération de batteries acides avec courant alternatif. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Voiture. Batteries, chargeurs La tension secteur alternative est un oscillogramme sous forme de sinusoïde avec des alternances positives et négatives. Lors de la charge des batteries, la partie positive de la sinusoïde est utilisée dans les redresseurs CC demi-onde et pleine onde. Il est possible d'accélérer le processus de restauration des plaques de batterie sans aggraver l'état si un demi-cycle négatif supplémentaire d'un courant de faible puissance est utilisé. En raison de la faible vitesse du processus chimique dans l'électrolyte, tous les électrons n'atteignent pas les cristaux de sulfate de plomb dans le temps imparti de dix millisecondes. De plus, en fonction de la forme de la sinusoïde, la tension est nulle au début, puis augmente et atteint un maximum après cinq millisecondes, dans les 5 ms suivantes, il chute et passe par zéro dans le demi-cycle négatif de la sinusoïde. Les électrons de la partie médiane de la sinusoïde ont le potentiel énergétique le plus élevé et sont capables de faire fondre le cristal de sulfate de plomb avec son transfert à l'état amorphe. Les électrons du reste de la sinusoïde, ayant une énergie insuffisante, n'atteignent pas la surface des plaques de la batterie ou affectent de manière inefficace leur récupération. S'accumulant en composés moléculaires à la surface des plaques, ils empêchent la récupération, convertissant le processus chimique en électrolyse de l'eau. Le demi-cycle négatif de la sinusoïde "rétracte" les électrons de la surface des plaques vers leurs positions d'origine avec l'énergie totale inutilisée dans la tentative initiale de faire fondre le cristal de sulfate de plomb et de restituer l'énergie. Il y a une oscillation de la puissance énergétique avec sa croissance, qui vous permet finalement de faire fondre des cristaux insolubles. La valeur d'amplitude de tension du demi-cycle négatif ne dépasse pas 1/10...1/20 du courant de charge et est suffisante pour renvoyer des électrons avant le prochain cycle d'application d'une impulsion positive visant à faire fondre le cristal de sulfate de plomb. Avec un tel courant, il n'y a pas de possibilité d'inversion de polarité des plaques de batterie à polarité négative. En pratique, plusieurs technologies de récupération sont utilisées, en fonction de l'état technique des batteries et des conditions de fonctionnement précédent. L'état technique peut être déterminé à l'aide d'un outil de diagnostic ou d'une simple prise de charge, avec une résistance interne élevée, la tension sous charge est sensiblement inférieure à celle sans elle - cela signifie que la surface des plaques et la structure spongieuse interne sont recouvertes de plomb cristaux de sulfate, ce qui empêche le courant de décharge.
Les technologies de récupération utilisées précédemment ont des qualités positives et négatives: long temps de récupération, consommation d'énergie élevée, travail avec de l'acide, grandes émissions de gaz, qui incluent un mélange explosif d'hydrogène et d'oxygène, nécessité d'une ventilation forcée puissante et d'une protection par transfusion acide pendant les travaux de récupération. Le résultat final est positif. La technologie de restauration des batteries atf avec une charge à long terme avec un faible courant a été développée au siècle dernier et a été utilisée avec une légère sulfatation des électrodes, la charge a été effectuée avant le début de la formation de gaz, le courant a diminué progressivement avec de courtes interruptions . Cette méthode est encore utilisée pour reconstituer les plaques de puissantes batteries industrielles pour les basses tensions et courants jusqu'à des dizaines de milliers d'ampères. Le temps de récupération est d'au moins quinze jours. La deuxième méthode est la restauration de plaques dans de l'eau distillée, elle est également longue dans le temps et est associée au remplacement de l'acide par de l'eau, suivi d'une charge, comme dans la première variante. A la fin de la réduction, la densité est nivelée par l'ajout d'un électrolyte. Il est possible de restaurer les plaques en fournissant à court terme un courant de charge important pendant les heures 1 ... 3. L'inconvénient de cette méthode est une forte réduction de la durée de vie de la batterie, un échauffement excessif des plaques et leur déformation, une augmentation de l'auto -décharge, dégagement gazeux abondant d'oxygène et d'hydrogène. La technologie de récupération des batteries au plomb à courant alternatif permet de réduire la résistance interne à la valeur d'usine dans les plus brefs délais, avec un léger échauffement de l'électrolyte. Le demi-cycle positif du courant est utilisé complètement lors de la charge de batteries avec une légère sulfatation de fonctionnement, lorsque la puissance de l'impulsion de courant de charge est suffisante pour restaurer les plaques. Lors de la restauration de batteries avec une longue période post-garantie, il est nécessaire d'utiliser les deux demi-périodes de courant en quantités comparables : à un courant de charge de 0,05 C (capacité C), le courant de décharge est recommandé à moins de 1/10 .. 1/20 du débit de charge. L'intervalle de temps du courant de charge ne doit pas dépasser 5 ms, c'est-à-dire que la récupération doit se dérouler au niveau de tension le plus élevé possible d'une sinusoïde positive, auquel l'énergie d'impulsion est suffisante pour transférer le sulfate de plomb à un état amorphe. Le résidu acide SO4 libéré augmente la densité de l'électrolyte jusqu'à ce que tous les cristaux de sulfate de plomb soient réduits et que l'augmentation de la densité se termine, en même temps, en raison de l'électrolyse qui s'est produite, la tension de la batterie augmentera. Lors de la charge et de la restauration des travaux, il est nécessaire d'utiliser l'amplitude maximale du courant avec un minimum de temps d'action. Le front d'attaque raide de l'impulsion de courant de charge fait fondre librement les cristaux de sulfate lorsque les autres méthodes échouent. Le temps entre la charge et la décharge est en outre utilisé pour le refroidissement de la plaque et la recombinaison des électrons dans l'électrolyte. Une diminution régulière du courant dans la seconde moitié de la sinusoïde crée des conditions pour la décélération des électrons à la fin du temps de charge avec une nouvelle inversion lorsque le courant passe dans le demi-cycle négatif de la sinusoïde par zéro. Pour créer des conditions de récupération, un circuit thyristor-diode de réglage et de régulation du courant synchronisé avec la fréquence du secteur a été utilisé. Le thyristor lors de la commutation vous permet de créer un front montant raide du courant et est moins sensible à la chaleur pendant le fonctionnement que la version transistor. La synchronisation de l'impulsion de courant de charge avec le secteur réduit le niveau d'interférences générées par l'appareil.
Le moment d'augmentation de la tension sur la batterie est contrôlé en introduisant une rétroaction de tension négative dans le circuit, de la batterie au multivibrateur de secours sur la minuterie analogique DA1 (Fig. 1). Un capteur de température est également introduit dans le circuit pour protéger contre la surchauffe des composants de puissance. Le régulateur de courant de charge permet de régler le courant initial de récupération en fonction de la valeur de la capacité de la batterie. Le courant de charge moyen est contrôlé par un dispositif galvanique - un ampèremètre avec une échelle linéaire et un shunt interne. Dans les lectures de l'ampèremètre, les courants sont additionnés algébriquement, de sorte que les lectures du courant de charge moyen, en tenant compte de l'alimentation simultanée d'un demi-cycle négatif à partir du courant positif, seront sous-estimées. N'appliquez pas uniquement une demi-période négative de courant à la batterie pendant une longue période - cela entraînerait la décharge de la batterie avec une inversion de polarité des plaques. Dans une batterie chargée, l'autodécharge se produit toujours en raison de la densité différente des niveaux d'électrolyte supérieur et inférieur dans la banque et d'autres facteurs ; le fait d'être en mode de charge tampon maintient la batterie en état de fonctionnement. Le circuit de récupération de la batterie à courant alternatif (Fig. 1) contient un petit nombre de composants radio. Le circuit comprend un multivibrateur en attente - un formateur d'impulsions synchronisé avec le secteur sur une minuterie analogique DA1 de type KR1006VI1, un amplificateur d'amplitude d'impulsion sur un transistor bipolaire à conduction inverse VT1, un capteur de température et un amplificateur de tension de rétroaction négative VT2, un bloc d'alimentation et un contrôleur de courant de charge des thyristors. La tension de synchronisation est retirée du redresseur double alternance sur les diodes VD3, VD4 et transmise à travers le diviseur de tension R13, R14 à l'entrée 2 du comparateur inférieur de la puce DA1. La fréquence d'impulsion du multivibrateur en attente dépend des valeurs des résistances R1, R2 et du condensateur C1. A l'état initial, il y a un niveau de tension haut à la sortie 3 DA1 s'il n'y a pas de tension supérieure à 2/1Up à l'entrée 1 DA3, après son apparition, le microcircuit fonctionne avec un seuil fixé par la résistance R14, une impulsion apparaît à la sortie avec une période de 10 ms et une durée dépendant de la position du régulateur R2 , - le temps de charge du condensateur C1. La résistance R1 détermine la durée minimale des impulsions de sortie. La broche 5 du microcircuit a un accès direct au point 2/3Un du diviseur de tension interne. Lorsque la tension sur la batterie augmente en fin de charge, le transistor VT2 du circuit de contre-réaction s'ouvre et réduit la tension sur la broche 5 de DA1, une modification du circuit se crée et la durée d'impulsion diminue, le temps que le thyristor est à l'état ouvert diminue. L'impulsion de la sortie 3 du temporisateur à travers la résistance R5 est envoyée à l'entrée de l'amplificateur sur le transistor VT1. L'impulsion amplifiée par le transistor VT1 à travers l'optocoupleur U1 fournit une tension de déverrouillage synchronisée avec le réseau à l'électrode de commande du thyristor VS1, le thyristor s'ouvre et fournit une impulsion de courant de charge pleine onde au circuit de batterie d'une durée dépendant de la position du régulateur de courant R2. Les résistances R9, R10 protègent l'optocoupleur des surcharges. La température des éléments de puissance est contrôlée par une thermistance R11 installée dans le diviseur de tension du circuit de contre-réaction. Une augmentation de la température provoque une diminution de la résistance de la thermistance et du transistor de dérivation VT2 sortie 5 DA1, la durée d'impulsion est réduite - le courant diminue. L'alimentation de la minuterie et du circuit RC dans le circuit est stabilisée par la diode Zener VD1. Le circuit électronique est alimenté à partir de l'enroulement secondaire du transformateur de puissance via les diodes VD2 ... VD4, les ondulations sont lissées par le condensateur C3. La diode VD2 sépare la tension pulsée du redresseur sur les diodes VD3, VD4 de la tension d'alimentation du temporisateur et de l'amplificateur sur le transistor VT1. Le thyristor est alimenté par une tension pulsée pleine onde et agit comme une clé avec un temps d'activation réglable des impulsions de courant positives, une impulsion négative est fournie à la batterie à partir d'un redresseur demi-onde sur la diode VD5. Les composants radio du circuit sont installés pour un usage général: une puce de minuterie de la série 555, 7555. Résistances MLT 0,12, R15 - 5 watts. Résistances variables type SP. Le transformateur peut être utilisé du type CCI 2 * 18 V / 5 A. Diodes de petite taille pour un courant jusqu'à 5 A. Un thyristor avec une capacité de batterie jusqu'à 50 A * h convient au KU202B .. Type N avec un radiateur. Le réglage du circuit de l'appareil commence par un contrôle de tension de +18 V, de petites divergences n'affectent pas le fonctionnement de l'appareil. Après avoir installé temporairement une capacité de 1 μF en parallèle avec le condensateur C0,1, le fonctionnement de la minuterie est clarifié par les clignotements de la LED. Dans le circuit cathodique du thyristor, pour contrôler son fonctionnement, une ampoule pour une tension de 12 V et une puissance de 50 ... 60 W est incluse. Le clignotement du voyant confirme que le thyristor est en bon état et qu'il fonctionne dans un régime thermique acceptable. En faisant tourner l'arbre de la résistance de réglage R14, le seuil de fonctionnement du microcircuit est défini. Après avoir connecté la batterie au circuit de charge, il est nécessaire de régler le courant de charge avec la résistance R2 en position médiane de la résistance d'accord R12. Lorsque la thermistance R11 est chauffée, le courant de charge doit diminuer.
Les éléments du circuit, à l'exception de l'interrupteur, du régulateur de courant de charge, de l'ampèremètre et du fusible, sont installés sur la carte de circuit imprimé (Fig. 2), le reste est monté dans le boîtier du chargeur. La technologie de récupération de batterie à courant alternatif a été développée en 1999 et transformée en un produit en petit lot pour une expérience de brevet. littérature
Auteur : Vladimir Konovalov ; Publication : radioradar.net
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