Kategori: Bagaimana ia berfungsi?, Juruelektrik automatik
Bilangan pandangan: 150942
Komen pada artikel: 4

Bagaimanakah pengecas bateri diatur dan berfungsi?

 

Akumulator dalam kejuruteraan elektrik biasanya dipanggil sumber-sumber kimia semasa, yang boleh menambah, memulihkan tenaga yang digunakan kerana penggunaan medan elektrik luaran.

Peranti yang membekalkan elektrik ke plat bateri disebut pengecas: mereka membawa sumber semasa ke dalam keadaan kerja, mengenakannya. Untuk mengendalikan bateri dengan betul, perlu mengemukakan prinsip kerja dan pengecasnya.


Bagaimana bateri berfungsi

Sumber semasa semasa kitar semula kimia boleh:

1. kuasa beban yang disambungkan, sebagai contoh, mentol lampu, enjin, telefon bimbit dan peranti lain, membelanjakan bekalan tenaga elektrik;

2. menggunakan elektrik luaran yang berkaitan dengannya, membelanjakannya untuk memulihkan rizab kapasitinya.

Dalam kes pertama, bateri akan dilepaskan, dan pada kedua ia akan menerima caj. Terdapat banyak reka bentuk bateri, tetapi prinsip kerja mereka adalah perkara biasa. Marilah kita mengkaji soalan ini dengan contoh plat nikel-kadmium yang diletakkan dalam larutan elektrolit.

Prinsip pengoperasian bateri

Bateri yang rendah

Dua litar elektrik beroperasi serentak:

1. luaran, digunakan pada terminal keluaran;

2. dalaman.

Apabila dilepaskan kepada mentol cahaya dalam litar pakai luaran, aliran semasa dari wayar dan filamen terbentuk oleh pergerakan elektron dalam logam, dan anion dan kation bergerak melalui elektrolit di bahagian dalam.

Nikel oksida yang ditambahkan grafit membentuk asas plat bercas positif, dan cadmium sponge digunakan pada elektrod negatif.

Apabila bateri dibebaskan, sebahagian oksigen aktif oksida nikel dipindahkan ke elektrolit dan bergerak ke plat kadmium, di mana ia mengoksidakannya, mengurangkan jumlah kapasiti.


Caj bateri

Beban dari terminal keluaran untuk pengecasan adalah paling sering dikeluarkan, walaupun dalam amalan kaedah digunakan apabila beban disambungkan, seperti pada bateri kereta yang bergerak atau pada telefon bimbit yang dibebankan yang sedang dibincangkan.

Terminal bateri dibekalkan dengan voltan dari sumber luaran yang lebih tinggi. Ia mempunyai bentuk yang berterusan atau dilarutkan, yang melampaui perbezaan potensi antara elektrod, diarahkan secara unipolar dengannya.

Tenaga ini menyebabkan arus mengalir dalam litar dalaman bateri ke arah yang bertentangan dengan pelepasan, apabila zarah-zarah oksigen aktif "dikeluarkan" daripada kadmium spong dan melalui elektrolit tiba di tempat asalnya. Disebabkan ini, kapasiti yang digunakan telah dipulihkan.

Semasa caj dan pelepasan, komposisi kimia plat berubah, dan elektrolit berfungsi sebagai medium penghantaran untuk laluan anion dan kation. Keamatan arus elektrik yang lulus dalam litar dalaman mempengaruhi kadar pemulihan sifat-sifat plat semasa pengecasan dan kelajuan pelepasan.

Aliran proses dipercepatkan menyebabkan pelepasan gas yang cepat, pemanasan berlebihan, yang boleh mengubah reka bentuk plat, mengganggu keadaan mekanikal mereka.

Arus terlalu kecil semasa pengecasan akan memanjangkan masa pemulihan keupayaan yang digunakan. Dengan penggunaan kerap ditangguhkan, sulfasiasi plat meningkat, dan kapasiti berkurangan. Oleh itu, beban yang digunakan untuk bateri dan kuasa pengecas sentiasa diambil kira untuk mewujudkan mod yang optimum.

Prinsip pengoperasian bateri lithium-ion disemak di sini:Sumber semasa kimia


Bagaimanakah pengecas berfungsi?

Julat bateri kini luas.Bagi setiap model, teknologi optimum dipilih yang mungkin tidak sesuai, berbahaya kepada orang lain. Pengilang peralatan elektronik dan elektrik secara eksperimen mengkaji keadaan kerja sumber semasa kimia dan mencipta produk sendiri di bawahnya, yang berbeza dalam ciri penampilan, reka bentuk, dan keluaran elektrik.


Struktur pengecasan untuk peranti elektronik bergerak

Dimensi pengecas untuk produk mudah alih yang berbeza kapasiti berbeza dengan berbeza antara satu sama lain. Mereka mewujudkan keadaan kerja khas untuk setiap model.

Pengecas peranti mudah alih

Walaupun untuk jenis AA atau AAA yang sama dengan kapasiti yang berlainan, disarankan untuk menggunakan masa pengecasan anda sendiri, bergantung kepada kapasiti dan ciri-ciri sumber semasa. Nilai-nilainya ditunjukkan dalam dokumentasi teknikal yang disertakan.

Pengecas Bateri AA, AAA

Bahagian tertentu pengecas dan bateri untuk telefon bimbit dilengkapi dengan perlindungan automatik yang mematikan kuasa pada akhir proses. Tetapi, kawalan ke atas kerja mereka masih perlu dijalankan secara visual.


Mengecas struktur untuk bateri automotif

Teknologi pengecasan mesti diperhatikan dengan ketepatan tertentu apabila mengendalikan bateri automotif yang direka untuk beroperasi dalam keadaan yang sukar. Sebagai contoh, pada musim sejuk, dalam cuaca sejuk, dengan bantuan mereka, perlu menimbulkan pemutar sejuk enjin pembakaran dalaman dengan minyak tebal melalui motor elektrik pertengahan - permulaan.

Pengecas Bateri Kereta

Bateri yang dilepaskan atau tidak betul biasanya tidak dapat menampung tugas ini.

Kaedah empirikal telah menunjukkan hubungan antara arus pengecasan untuk asid plumbum dan bateri alkali. Ia dianggap sebagai nilai optimum charge (amperes) sebanyak 0.1 nilai kapasiti (jam ampere) untuk jenis pertama dan 0.25 untuk yang kedua.

Contohnya, bateri mempunyai kapasiti 25 jam am. Jika ia berasid, maka ia mesti dikenakan dengan arus 0.1 ∙ 25 = 2.5 A, dan untuk alkali - 0.25 ∙ 25 = 6.25 A. Untuk mewujudkan keadaan sedemikian, anda perlu menggunakan peranti yang berlainan atau menggunakan satu universal dengan jumlah yang besar fungsi.

Pengecas bateri moden untuk bateri plumbum asid perlu menyokong beberapa tugas:

  • mengawal dan menstabilkan arus cas;

  • mengambil kira suhu elektrolit dan menghalangnya daripada pemanasan lebih daripada 45 darjah dengan penamatan kuasa.


Kemungkinan melakukan kitaran kawalan dan latihan untuk bateri asid kereta menggunakan pengecas adalah fungsi yang diperlukan, yang merangkumi tiga peringkat:

1. Caj bateri penuh ke kapasiti maksimum;

2. pelepasan sepuluh jam dengan arus 9-10% dari kapasiti nominal (kebergantungan empiris);

3. Cas semula bateri yang dilepaskan.

Apabila menjalankan CTC, perubahan ketumpatan elektrolit dan masa penyelesaian tahap kedua dipantau. Dengan nilainya, mereka menilai tahap memakai plat, tempoh sumber yang masih ada.

Pengecas untuk bateri alkali boleh digunakan dalam reka bentuk kurang kompleks, kerana sumber semasa sedemikian tidak begitu sensitif terhadap pengecasan bawah dan pengisian yang berlebihan.

Grafik caj optimum bateri asid-alkali untuk kereta menunjukkan kebergantungan set kapasitans pada bentuk perubahan semasa dalam litar dalaman.

Grafik caj optimum alkali bateri asid

Pada permulaan proses pengecasan, adalah disyorkan untuk mengekalkan arus pada nilai maksimum yang dibenarkan, dan kemudian mengurangkan nilainya kepada minimum untuk penyelesaian akhir tindak balas fizikokimia yang memulihkan kapasiti.

Walaupun dalam kes ini, ia dikehendaki mengawal suhu elektrolit dan memperkenalkan pindaan ambien.

Penyelesaian lengkap kitaran pengecasan bateri asid plumbum dikawal oleh:

  • pemulihan voltan pada setiap bank 2.5 ÷ 2.6 volt;

  • mencapai ketumpatan elektrolit maksimum, yang tidak lagi berubah;

  • pembentukan evolusi gas ganas apabila elektrolit mula "mendidih";

  • pencapaian kapasiti bateri, melebihi 15 ÷ 20% daripada nilai yang diberikan semasa pelepasan.


Borang Semasa Pengecas Bateri

Keadaan untuk mengecas bateri ialah voltan yang harus digunakan pada platnya, yang menghasilkan arus dalam litar dalaman arah tertentu. Dia boleh:

1. mempunyai nilai tetap;

2. atau berubah mengikut masa mengikut undang-undang tertentu.

Dalam kes pertama, proses fizikokimia rantaian dalaman terus berubah, dan pada kedua, menurut algoritma yang dicadangkan dengan pertumbuhan kitaran dan pelemahan, yang menghasilkan kesan ayunan pada anion dan kation. Pilihan teknologi terkini digunakan untuk memerangi pelunturan piring.

Sebahagian daripada pergantungan masa bagi arus caj digambarkan oleh graf.

Rajah rajah pengecas

Gambar kanan bawah menunjukkan perbezaan yang jelas dalam bentuk arus output pengecas, yang menggunakan kawalan thyristor untuk menghadkan momen pembukaan gelombang separuh sinusoid. Disebabkan ini, beban pada litar elektrik dikawal.

Secara semulajadi, banyak pengecas moden boleh membuat bentuk arus lain yang tidak ditunjukkan dalam gambarajah ini.


Prinsip membuat litar untuk pengecas

Rangkaian 220 volt tunggal biasanya digunakan untuk mengendalikan peralatan pengecas. Voltan ini ditukar kepada undervoltage yang selamat, yang digunakan pada terminal input bateri melalui pelbagai komponen elektronik dan semikonduktor.

Terdapat tiga skema untuk menukar voltan sinusoidal industri dalam pengecas disebabkan oleh:

1. penggunaan transformer voltan elektromekanik yang beroperasi pada prinsip induksi elektromagnetik;

2. penggunaan transformer elektronik;

3. tanpa menggunakan peranti pengubah berdasarkan pembahagi voltan.

Secara teknis mungkin penukaran voltan penyongsang, yang telah digunakan secara meluas mesin kimpalan penyongsangpenukar frekuensi yang mengawal motor. Tetapi, untuk mengecas bateri, peralatan ini agak mahal.


Litar pengecas dengan pemisahan pengubah

Prinsip elektromagnetik untuk memindahkan tenaga elektrik dari penggulungan utama 220 volt ke sekunder sepenuhnya memisahkan potensi litar bekalan dari yang dikonsumsi, menghilangkan kontaknya dengan baterai dan kerosakan sekiranya terjadi kesalahan penebalan. Kaedah ini adalah yang paling selamat.

Gambar rajah litar kuasa peranti dengan transformer mempunyai banyak reka bentuk yang berbeza. Gambar di bawah menunjukkan tiga prinsip untuk menghasilkan arus yang berbeza dari bahagian kuasa dari pengecas melalui penggunaan:

1. jambatan dioda dengan kapasitor riak melicinkan;

2. jambatan diod tanpa riak melicinkan;

3. Diod tunggal yang memotong gelombang separuh negatif.

Skim bahagian kuasa pengecas dengan pemisahan pengubah

Setiap skema ini boleh digunakan secara bebas, tetapi biasanya salah satu daripada mereka adalah asas, asas untuk membuat satu lagi, lebih mudah untuk operasi dan kawalan oleh magnitud arus keluaran.

Penggunaan set kuasa transistor dengan rantai kawalan di bahagian atas gambar dalam rajah membolehkan untuk mengurangkan voltan keluaran pada terminal litar output pengecas, yang menyediakan pelarasan nilai arus langsung yang dilalui melalui bateri yang disambungkan.

Salah satu pilihan untuk reka bentuk pengecas ini dengan kawalan semasa ditunjukkan dalam gambar di bawah.

Pengecas transistor bipolar

Sambungan yang sama dalam litar kedua membolehkan anda menyesuaikan amplitud riak, untuk mengehadkannya pada tahap pengisian yang berlainan.

Litar purata yang sama berfungsi dengan cekap apabila menggantikan dua diod bertentangan dalam jambatan diod dengan thyristors yang sama-sama mengawal kekuatan semasa dalam setiap kitaran separuh berselang. Dan penghapusan separuh harmonik negatif ditugaskan untuk diod kuasa yang tinggal.

Menggantikan satu diod di bahagian bawah gambar dengan thyristor semikonduktor dengan litar elektronik berasingan untuk elektrod kawalan membolehkan mengurangkan denyutan semasa kerana pembukaan kemudiannya, yang juga digunakan untuk pelbagai kaedah pengecasan bateri.

Salah satu pilihan bagi pelaksanaan litar seperti ditunjukkan dalam gambar di bawah.

Litar pengecas dengan transistor pemisahan transistor

Memasangnya dengan tangan sendiri tidak sukar. Ia boleh dilakukan secara berasingan daripada bahagian yang ada, membolehkan bateri mengecas dengan arus sehingga 10 ampere.

Versi industri litar pengubah transformator Elektron-6 didasarkan pada dua thyristors KU-202N. Untuk mengawal selia pembukaan separuh harmonik, setiap elektrod kawalan mempunyai litar tersendiri bagi beberapa transistor.

Antara peminat kereta, peranti yang membolehkan bukan sahaja mengecas bateri, tetapi juga menggunakan tenaga 220 volt untuk selari menyambungnya untuk memulakan enjin kereta, popular. Mereka dipanggil pelancar atau pelancar. Mereka mempunyai litar elektronik dan kuasa yang lebih kompleks.


Litar Transformer Elektronik

Peranti tersebut dihasilkan oleh pengeluar untuk membekalkan lampu halogen dengan voltan 24 atau 12 volt. Mereka agak murah. Sesetengah peminat cuba menyambungkannya untuk mengecas bateri kuasa rendah. Walau bagaimanapun, teknologi ini tidak berkembang secara meluas, ia mempunyai kelemahan yang ketara.


Litar pengecas tanpa pengasingan pengubah

Apabila beberapa beban disambung secara siri ke sumber semasa, jumlah voltan input dibahagikan kepada bahagian komponen. Oleh kerana kaedah ini, pembahagi berfungsi, mewujudkan pengurangan voltan kepada nilai tertentu pada elemen kerja.

Pada prinsip ini, banyak pengecas dengan resistensi resistif-kapasitif untuk bateri kuasa rendah dicipta. Oleh kerana dimensi kecil bahagian komponen, mereka dibina terus ke dalam lampu suluh.

Pengecas Lampu Suluh Tanpa Transformer

Litar elektrik dalaman sepenuhnya disertakan dalam kes kilang yang dilindungi, yang tidak termasuk hubungan manusia dengan potensi rangkaian semasa mengecas.

Pelbagai percubaan cuba melaksanakan prinsip yang sama untuk mengecas bateri kereta, menawarkan skema sambungan dari rangkaian rumah melalui pemasangan kapasitor atau lampu pijar dengan kuasa 150 watt dan kuasa diodmenghantar denyut semasa polariti yang sama.

Litar pengecas bateri kereta tanpa transformer

Reka bentuk yang sama boleh didapati di laman web yang dilakukan oleh orang-orang yang memuji kesederhanaan litar, kos rendah bahagian, dan keupayaan untuk memulihkan kapasiti bateri yang dilepaskan.

Tetapi, mereka diam tentang hakikat bahawa:

  • pendawaian terbuka 220 mewakili bahaya kepada kehidupan manusia;

  • filamen lampu di bawah voltan memanaskan, mengubah rintangannya mengikut undang-undang yang tidak menguntungkan untuk laluan arus yang optimum melalui bateri.

Apabila dihidupkan di bawah beban, arus yang sangat besar melepasi benang sejuk dan rantaian bersambung keseluruhannya. Di samping itu, pengecasan perlu dilengkapkan dengan arus kecil, yang juga tidak berfungsi. Oleh itu, bateri yang telah menjalani beberapa siri kitaran sedemikian cepat kehilangan kapasiti dan prestasinya.

Petua kami: jangan gunakan kaedah ini!

Pengecas direka untuk bekerja dengan jenis bateri tertentu, dengan mengambil kira ciri dan syarat mereka untuk pemulihan kapasiti. Apabila menggunakan peranti universal, pelbagai fungsi, anda harus memilih mod pengecasan yang optimum untuk bateri tertentu.

Lihat juga di i.electricianexp.com:

  • Cara mengira tetapan pengecas bateri
  • Sumber semasa kimia: ciri-ciri utama
  • Kesan ingatan bateri
  • Bateri untuk panel solar
  • Peranti dan prinsip operasi bateri

  •  
     
    Komen:

    # 1 menulis: | [quote]

     
     

    Terima kasih atas nasihat itu, suami saya menghabiskan masa lapangnya dengan kereta di garaj, termasuk mengecas bateri, tetapi ternyata bahawa dia merosakkan bateri dengan eksperimennya, tetapi ia juga berbahaya untuk hidupnya. Saya akan menunjukkan artikel ini sebagai bukti.

     
    Komen:

    # 2 menulis: | [quote]

     
     

    Litar tidak berfungsi, denyut dari kapasitor ke CT 361 tidak tiba.

     
    Komen:

    # 3 menulis: Gennady | [quote]

     
     

    Denyutan pada CT 361 tidak boleh menerima pasangan transistor ini, analog daripada transistor tunggal junction, dan transistor ini menghasilkan pulsa yang mengawal thyristor yang dibuka, ditutup dengan jumlah yang ditetapkan oleh perintang tuning. Kapasitor bahawa pengarang menunjukkan dengan ikon + 0,5 microfarad atau n500 n500 bukan kutub.

     
    Komen:

    # 4 menulis: Ivan | [quote]

     
     

    Ilona, Saya perlu bereksperimen dengan isteri saya, dan tidak di dalam garaj dengan bateri. Walaupun bateri boleh bipedal, wanita.