luokat: Kuinka se toimii?, Auto-sähköasentaja
Katselukuvien lukumäärä: 150942
Kommentit artikkeliin: 4

Kuinka akkulaturit ovat järjestetty ja toimivat?

 

Sähkötekniikan akkuja kutsutaan yleensä kemiallisiksi virranlähteiksi, jotka voivat täydentää, palauttaa kulutetun energian ulkoisen sähkökentän käytön vuoksi.

Laitteita, jotka toimittavat sähköä akun levyille, kutsutaan latureiksi: ne saattavat virran lähteen toimintakuntoon, lataavat sen. Akun oikean toiminnan kannalta on välttämätöntä esitellä akun toimintaperiaatteet ja laturi.


Kuinka akku toimii?

Kemiallisesti kierrätetty virtalähde käytön aikana voi:

1. anna virran kytketylle kuormalle, esimerkiksi lampulle, moottorille, matkapuhelimelle ja muille laitteille, kuluttamalla sähköenergiansa;

2. kuluta siihen kytketty ulkoinen sähkö kuluttamalla sen kapasiteetin varannon palauttamiseen.

Ensimmäisessä tapauksessa akku on tyhjä, ja toisessa se saa varauksen. Paristoja on monia malleja, mutta niiden toimintaperiaatteet ovat yleisiä. Tarkastelkaamme tätä kysymystä esimerkillä nikkeli-kadmiumlevyistä, jotka on sijoitettu elektrolyyttiliuokseen.

Akun toimintaperiaate

Heikko akku

Kaksi sähköpiiriä toimii samanaikaisesti:

1. ulkoinen, kytkettynä lähtöliittimiin;

2. sisäinen.

Kun purkautuu lamppuun ulkoisessa kytketyssä piirissä, virta virtaa johdoista ja filamenteista, jotka muodostuvat elektronien liikkeessä metalleissa, ja anionit ja kationit liikkuvat elektrolyytin läpi sisäosassa.

Grafiitilla lisätyt nikkelioksidit muodostavat positiivisesti varautuneen levyn perustan, ja negatiivisessa elektrodissa käytetään sienikakadiumia.

Kun akku on tyhjä, osa nikkelioksidien aktiivisesta hapesta siirretään elektrolyyttiin ja siirtyy kadmiumlevyyn, missä se hapettaa sen vähentäen kokonaiskapasiteettia.


Akun lataus

Kuorma lähtöliittimistä lataamista varten poistetaan useimmiten, vaikka käytännössä menetelmää käytetään, kun kuorma kytketään, kuten liikkuvan auton akkuun tai ladattuun matkapuhelimeen, josta puhutaan.

Akun napoihin syötetään jännitettä suuremmasta ulkoisesta lähteestä. Sen muoto on vakio tai tasoitettu, sykkivä, ylittää elektrodien potentiaalierojen, on suunnattu yksinapaisesti heidän kanssaan.

Tämä energia aiheuttaa virran virtaamisen akun sisäpiirissä vastakkaiseen suuntaan kuin purkautuminen, kun aktiivisen hapen hiukkaset “puristetaan” pois sienen kadmiumista ja elektrolyytin kautta saapuvat alkuperäiseen paikkaansa. Tämän vuoksi kulunut kapasiteetti palautetaan.

Lataamisen ja purkautumisen aikana levyjen kemiallinen koostumus muuttuu ja elektrolyytti toimii siirtoväliaineena anionien ja kationien kulkemiseen. Sisäpiirissä kulkevan sähkövirran voimakkuus vaikuttaa levyjen ominaisuuksien palautumisnopeuteen latauksen aikana ja purkautumisen nopeuteen.

Prosessien nopeutettu virtaus johtaa kaasujen nopeaan vapautumiseen, liialliseen kuumenemiseen, joka voi vääristää levyjen rakennetta, häiritä niiden mekaanista kuntoa.

Liian pienet virrat lataamisen aikana pidentävät merkittävästi kulutetun kapasiteetin palautumisaikaa. Kun viivästettyä varausta käytetään usein, levyjen sulfaatti kasvaa ja kapasiteetti pienenee. Siksi paristoon kohdistettu kuorma ja laturin teho otetaan aina huomioon optimaalisen tilan luomiseksi.

Litium-ioni-akkujen toimintaperiaatteita tarkastellaan tässä:Kemialliset virtalähteet


Kuinka laturi toimii

Nykyinen paristovalikoima on laaja.Jokaiselle mallille valitaan optimaalinen tekniikka, joka ei ehkä ole sopiva, haitallinen muille. Elektroniikka- ja sähkölaitteiden valmistajat tutkivat kokeellisesti kemiallisten virtalähteiden työolosuhteita ja luovat heille omia tuotteita, jotka eroavat ulkonäöltään, rakenteeltaan ja sähkötehoominaisuuksiltaan.


Matkapuhelinten latausrakenteet

Eri kapasiteetin matkapuhelinten laturien mitat ovat huomattavasti erilaisia ​​toisistaan. Ne luovat erityiset työolosuhteet jokaiselle mallille.

Mobiililaitteiden laturit

Jopa saman tyyppisille, erikokoisilla AA- tai AAA-paristoille on suositeltavaa käyttää omaa latausaikaa virran lähteen kapasiteetista ja ominaisuuksista riippuen. Sen arvot on ilmoitettu mukana olevissa teknisissä asiakirjoissa.

Akkulaturi AA, AAA

Tietyt osat matkapuhelimien latureista ja akkuista on varustettu automaattisella suojauksella, joka katkaisee virran prosessin lopussa. Mutta heidän työnsä hallinta olisi silti suoritettava visuaalisesti.


Autojen akkujen latausrakenteet

Lataustekniikkaa on noudatettava erityisen tarkasti vaikeissa olosuhteissa toimivia autoakkuja käytettäessä. Esimerkiksi talvella, kylmällä säällä, heidän avullaan on tarpeen kiertää polttomoottorin kylmäroottori sakeutetulla rasvalla keskinäisen sähkömoottorin - käynnistimen kautta.

Auton akkulaturit

Ladatut tai väärin valmistetut akut eivät yleensä selviydy tästä tehtävästä.

Empiiriset menetelmät ovat paljastaneet lyijyhappojen ja alkaliparistojen latausvirran välisen suhteen. Sitä pidetään latauksen (ampeereina) optimaalisena arvona, joka on 0,1 kapasiteetin arvoa (ampeeritunni) ensimmäiselle tyypille ja 0,25 toiselle.

Esimerkiksi akun kapasiteetti on 25 ampertuntia. Jos se on hapan, niin se on ladattava virralla 0,1 ∙ 25 = 2,5 A, ja emäksiselle - 0,25 ∙ 25 = 6,25 A. Jotta voisit luoda sellaisia ​​olosuhteita, sinun on käytettävä erilaisia ​​laitteita tai yksi yleiskaapeli suurella määrällä. toiminnot.

Happo lyijyakkujen nykyaikaisen akkulaturin tulisi tukea useita tehtäviä:

  • ohjata ja vakauttaa varausvirta;

  • ota huomioon elektrolyytin lämpötila ja estä se kuumenemasta yli 45 astetta sammuttamalla virta.


Mahdollisuus suorittaa ohjaus- ja harjoitusjakso auton happoparistolle laturilla on välttämätön toiminto, joka sisältää kolme vaihetta:

1. Täysi akun lataus maksimikapasiteettiin;

2. kymmenen tunnin purkaus, jonka virta on 9 ÷ 10% nimelliskapasiteetista (empiirinen riippuvuus);

3. Lataa tyhjentynyt akku.

CTC: tä suoritettaessa tarkkaillaan elektrolyytin tiheyden muutosta ja toisen vaiheen valmistumisaikaa. Arvon perusteella he arvioivat levyjen kulumisasteen, jäljellä olevan resurssin keston.

Alkaliparistojen latureita voidaan käyttää vähemmän monimutkaisissa malleissa, koska tällaiset virtalähteet eivät ole niin herkkiä ali- ja ylikuormitukselle.

Henkilöautojen happo-alkaliparistojen optimaalisen varauksen kaavio osoittaa kapasitanssisarjan riippuvuuden sisäisen piirin nykyisten muutosten muodosta.

Happo-alkalipariston optimaalinen latauskaavio

Latausprosessin alussa suositellaan pitämään virta suurimmalla sallitulla arvolla ja pienentämään sen jälkeen arvo minimiin, jotta kapasiteettia palauttavat fysikaalis-kemialliset reaktiot saadaan lopullisesti päätökseen.

Jopa tässä tapauksessa on tarpeen valvoa elektrolyytin lämpötilaa ja tehdä ympäristömuutoksia.

Lyijyakkujen latausjakson täydellistä suorittamista ohjaa:

  • kunkin pankin jännitteen palauttaminen 2,5 ÷ 2,6 volttia;

  • saavutetaan maksimaalinen elektrolyyttitiheys, joka lakkaa muuttumasta;

  • voimakkaan kaasun muodostumisen muodostuminen, kun elektrolyytti alkaa kiehua;

  • akkukapasiteetin saavuttaminen, joka ylittää 15 ÷ 20% purkamisen aikana annetusta arvosta.


Akkulaturin virranmuodot

Akun lataamisen ehtona on, että sen levyihin kohdistetaan jännite, jolloin tietyn suunnan sisäpiiriin syntyy virta. Hän osaa:

1. on vakioarvo;

2. tai vaihdella ajassa tietyn lain mukaan.

Ensimmäisessä tapauksessa sisäisen ketjun fysikaalis-kemialliset prosessit etenevät muuttumattomina, ja toisessa ehdotettujen algoritmien mukaisesti, joissa on sykliset lisäykset ja vaimennukset, jotka luovat värähteleviä vaikutuksia anioneihin ja kationeihin. Levyn sulfaation torjumiseksi käytetään uusinta tekniikkaa.

Osa varausvirran aika-riippuvuuksista on esitetty kaavioilla.

Laturin ajoituskaaviot

Oikeassa alakulmassa on selkeä ero laturin lähtövirran muodossa, joka käyttää tyristoriohjausta sinusoidin puoliaallon avausmomentin rajoittamiseen. Tästä syystä sähköpiirin kuormitusta säädellään.

Luonnollisesti monet nykyaikaiset laturit voivat luoda muun tyyppisiä virtauksia, joita ei ole esitetty tässä kaaviossa.


Latauslaitteiden piirien luomisen periaatteet

Yksivaiheista 220 voltin verkkoa käytetään yleensä laturien laitteiden virransyöttöön. Tämä jännite muunnetaan turvalliseksi alijännitteeksi, joka johdetaan akun tuloliittimiin erilaisten elektronisten ja puolijohdekomponenttien kautta.

Teollisuuden sinimuotoisen jännitteen muuntamiseksi latureissa on kolme järjestelmää, jotka johtuvat:

1. sähkömekaanisten jännitemuuntajien käyttö, jotka toimivat sähkömagneettisen induktion periaatteella;

2. elektronisten muuntajien käyttö;

3. käyttämättä jännitteenjakajiin perustuvia muuntajalaitteita.

Teknisesti mahdollista on taajuusmuuttajan jännitteen muuntaminen, josta on tullut laajalti käytettyä invertterihitsauskoneettaajuusmuuttajat, jotka ohjaavat moottoreita. Mutta akkujen lataamiseen tämä on melko kallis laite.


Laturipiirit muuntajan erotuksella

Sähkömagneettinen periaate, jonka mukaan sähköenergia siirretään 220 voltin ensiökäämiltä toissijaiseen, erottaa syöttöpiirin potentiaalit kokonaan kulutetusta, eliminoi sen kosketuksen akkuun ja vaurioita eristysvikojen yhteydessä. Tämä menetelmä on turvallisin.

Muuntajalla varustettujen laitteiden virtapiirikaaviot ovat monenlaisia. Seuraavassa kuvassa esitetään kolme periaatetta, jotta voimaosan eri virrat voidaan luoda laturista seuraavien avulla:

1. diodesilta tasoitusaallon kondensaattorilla;

2. diodisilta ilman tasoituksen tasaamista;

3. Yksi diodi, joka katkaisee negatiivisen puoliaallon.

Kaaviot muuntajan erotuksella varustettujen laturien tehoosista

Kutakin näistä kaavioista voidaan käyttää itsenäisesti, mutta yleensä yksi niistä on perusta, perusta toisen, käyttökelpoisemman ja ohjattavan lähtövirran suuruisen luomiseksi.

Ohjausketjuilla varustettujen tehotransistorien käyttäminen kaavion kuvan yläosassa mahdollistaa lähtöjännitteen pienentämisen laturin lähtöpiirin navoissa, mikä mahdollistaa kytkettyjen paristojen läpi kulkevien suorien virtojen arvojen säätämisen.

Yksi vaihtoehdoista tämän virransäätimellä varustetun laturin malliin on esitetty alla olevassa kuvassa.

Bipolaarinen transistorilaturi

Toisten piirien samojen liitosten avulla voit säätää aaltoilun amplitudia rajoittaaksesi sitä latauksen eri vaiheissa.

Sama keskimääräinen piiri toimii tehokkaasti korvaamalla kaksi diodesillan vastakkaisia ​​diodeja tiristoreilla, jotka säätelevät tasaisesti virran voimakkuutta jokaisessa vuorottelevassa puolijaksossa. Ja negatiivisten puoliharmonisten eliminointi on osoitettu jäljellä oleville tehodiodeille.

Yhden diodin korvaaminen alakuvassa puolijohdetyyristorilla, jolla on erillinen elektroninen piiri ohjauselektrodille, vähentää virtapulsseja niiden myöhemmän avautumisen vuoksi, jota käytetään myös erilaisissa akkujen latausmenetelmissä.

Yksi vaihtoehdoista piirin tällaiselle toteutukselle on esitetty alla olevassa kuvassa.

Laturipiiri transistorin erotuksella

Kokoa se omin käsin ei ole vaikeaa. Se voidaan valmistaa saatavissa olevista osista riippumatta. Sen avulla voit ladata akkuja enintään 10 ampeerin virralla.

Electron-6-muuntajalaturin piirin teollinen versio perustuu kahteen KU-202N-tiristoriin. Puoliharmonisten avaussyklien säätelemiseksi jokaisella säätöelektrodilla on oma piiri useista transistoreista.

Autonharrastajien keskuudessa ovat suosittuja laitteita, jotka sallivat paitsi akkujen lataamisen myös 220 V: n verkkovirran käyttämisen sen kytkemiseen samanaikaisesti auton moottorin käynnistämiseen. Niitä kutsutaan kantoraketeiksi. Heillä on entistä monimutkaisempi elektroninen ja virtapiiri.


Elektroniset muuntajapiirit

Valmistajat valmistavat tällaisia ​​laitteita toimittamaan halogeenilamppuja, joiden jännite on 24 tai 12 volttia. Ne ovat suhteellisen halpoja. Jotkut harrastajat yrittävät kytkeä heidät pienitehoisten akkujen lataamiseen. Tätä tekniikkaa ei kuitenkaan ole laajalti kehitetty, sillä on merkittäviä haittoja.


Laturipiirit ilman muuntajan erotusta

Kun useita kuormia on kytketty sarjaan virtalähteeseen, kokonaistulojännite jaetaan komponenttiosiin. Tämän menetelmän takia jakajat toimivat, jolloin jännite pienenee tiettyyn arvoon työelementissä.

Tällä periaatteella luodaan lukuisia latureita, joilla on resistiivis-kapasitiivinen resistanssi pienitehoisille akkuille. Komponenttien pienten mittojen takia ne on rakennettu suoraan taskulamppuun.

Muuntajaton taskulamppulaturi

Sisäinen sähköpiiri on täysin suljettu tehtaalla eristetyssä kotelossa, mikä sulkee pois ihmisen kosketuksen verkkoon liittyvien potentiaalien kanssa latauksen aikana.

Lukuisat kokeilijat yrittävät toteuttaa saman periaatteen autoakkujen lataamisessa tarjoamalla kytkentäkaavan kotitalousverkosta kondensaattorikokoonpanon tai hehkulampun avulla, jonka teho on 150 wattia ja virtadiodilähettämällä saman polariteetin virranspulssit.

Transformerless akkulaturi piiri autoakku

Samankaltaisia ​​malleja löytyy "tee-se-itse" -sivustojen verkkosivustoilta, jotka ylistävät piirin yksinkertaisuutta, osien alhaisia ​​kustannuksia ja kykyä palauttaa tyhjentyneen akun kapasiteetti.

Mutta he ovat hiljaa siitä, että:

  • avoin johdotus 220 edustaa vaara ihmishengelle;

  • Jännitteen alla olevan lampun hehkulanka lämpenee, muuttaa resistanssiaan lain mukaan, joka on epäsuotuisa optimaalisten virtojen kulkemiseksi akun läpi.

Kun kytketään päälle kuormituksen alaisena, erittäin suuret virrat kulkevat kylmän langan ja koko sarjaan kytketyn ketjun läpi. Lisäksi lataus tulisi suorittaa pienillä virtauksilla, jotka eivät myöskään toimi. Siksi akku, joka on läpikäynyt useita sarjoja tällaisia ​​jaksoja, menettää nopeasti kapasiteettinsa ja suorituskykynsä.

Vihjeemme: älä käytä tätä menetelmää!

Laturit on suunniteltu toimimaan tietyntyyppisten akkujen kanssa, ottaen huomioon niiden ominaisuudet ja olosuhteet kapasiteetin palauttamiseksi. Kun käytät yleisiä, monitoimilaitteita, sinun tulisi valita lataustila, joka on optimaalinen tietylle akulle.

Katso myös osoitteesta i.electricianexp.com:

  • Kuinka laskea akkulaturin asetukset
  • Kemialliset virranlähteet: pääominaisuudet
  • Akun muistin vaikutus
  • Paristot aurinkopaneeleille
  • Laite ja akun toiminnan periaate

  •  
     
    kommentit:

    # 1 kirjoitti: | [Cite]

     
     

    Kiitos neuvoista, aviomieheni viettää koko vapaa-ajan autotallissa olevan auton kanssa, mukaan lukien akun lataamisen, mutta osoittautuu, että hän pilaa akun kokeiluillaan, mutta se on myös vaarallinen hänen elämälleen. Näytän tämän artikkelin todisteena.

     
    kommentit:

    # 2 kirjoitti: | [Cite]

     
     

    Piiri ei toimi, pulssit kondensaattorista CT 361: een eivät saavu.

     
    kommentit:

    # 3 kirjoitti: Gennadi | [Cite]

     
     

    CT 361: n pulssien ei pitäisi vastaanottaa tätä transistoriparia, yhden ristin transistorin analogia, ja nämä transistorit luovat pulsseja, jotka menevät ohjautuvan tiristorin ohjaukseen, joka aukeaa, sulkeutuu viritysvastuksen asettamalla määrällä. Kondensaattori, jonka kirjoittaja ilmoitti + 0,5 microfarad-kuvakkeella tai ei-polaarisella n300 n500.

     
    kommentit:

    # 4 kirjoitti: Ivan | [Cite]

     
     

    ilona, Minun on kokeiltava vaimoni kanssa, ei autotallissa akun kanssa. Vaikka akku voi olla kaksipuolinen, naaras.