交流による酸電池の回収。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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AC 電源電圧は、正と負の半サイクルを持つ正弦波の形のオシログラムです。

バッテリーを充電する場合、正弦波の正の部分は半波および全波DC整流器で使用されます。

低電力電流の追加の負の半サイクルが使用される場合、状態を悪化させることなくバッテリープレートを復元するプロセスをスピードアップすることが可能です。

電解質内の化学プロセスの速度が遅いため、5 ミリ秒の割り当てられた時間内にすべての電子が硫酸鉛結晶に到達するわけではなく、さらに、正弦波の形状に基づいて、電圧は最初はゼロであり、その後成長します。 XNUMX ミリ秒後に最大値に達し、次の XNUMX ミリ秒で低下し、ゼロを通過して正弦波の負の半サイクルに入ります。 正弦波の中央部分の電子は最高のエネルギーポテンシャルを持ち、硫酸鉛結晶を溶かして非晶質状態に移行させることができます。 エネルギーが不十分な残りの正弦波の電子は、バッテリープレートの表面に到達しないか、バッテリープレートの回復に非効率的に影響します。 プレートの表面に分子化合物が蓄積すると、回復が妨げられ、化学プロセスが水の電気分解に変わります。

正弦波の負の半サイクルは、硫酸鉛結晶を溶かしてエネルギーを返す最初の試みで使用されていない全エネルギーで、プレートの表面から元の位置に電子を「引き込み」ます。 その成長とともにエネルギーパワーの揺れがあり、最終的には不溶性の結晶を溶かすことができます.

負の半サイクルの電圧振幅値は充電電流の 1/10 ～ 1/20 を超えず、硫酸鉛結晶を溶かすことを目的とした正のパルスを印加する次のサイクルの前に電子を戻すのに十分です。 このような電流では、負極性のバッテリープレートの極性が反転する可能性はありません。

実際には、バッテリーの技術的状態と以前の操作の状態に応じて、いくつかの回復技術が使用されます。 技術的な状態は、診断ツールまたは単純な負荷プラグを使用して判断できます。内部抵抗が高く、負荷時の電圧はそれがない場合よりも著しく低くなります。これは、プレートの表面と内部のスポンジ構造が鉛で覆われていることを意味します。放電電流を防ぐ硫酸塩結晶。

以前に使用された回収技術には、良い点と悪い点があります。長い回復時間、高い電力消費、酸を扱う作業、水素と酸素の爆発的な混合物を含む大量のガス排出、回復作業中の強力な強制換気と酸輸血保護の必要性です。 最終結果はポジティブです。

低電流での長期充電でatfバッテリーを復元する技術は前世紀に開発され、わずかな電極硫酸化で使用され、充電はガス形成の開始前に実行され、電流は短い中断で段階的に減少しました. この方法は、数万アンペアまでの低電圧および電流用の強力な産業用バッテリーのプレートを復元するために今でも使用されています。 復旧時間は少なくとも XNUMX 日です。

XNUMX番目の方法は、蒸留水でプレートを復元することです。これも時間がかかり、最初のバリエーションのように、酸を水に置き換えた後、充電する必要があります。 還元の最後に、電解質を加えて密度を平準化します。

1〜3時間の大きな充電電流を短時間供給することでプレートを復元することが可能ですが、この方法の欠点は、バッテリー寿命の急激な低下、プレートの過度の加熱とそれらの反り、自己の増加です。 -放電、酸素と水素の豊富なガス発生。

交流電流による鉛バッテリーの回復技術により、電解液をわずかに加熱することで、内部抵抗を可能な限り短時間で工場出荷時の値まで下げることができます。

電流の正の半サイクルは、充電電流パルスの電力がプレートを復元するのに十分であるときに、わずかな動作硫酸化でバッテリーを充電するときに完全に使用されます。

保証期間が長いバッテリーを復元する場合は、両方の半期間の電流を同等の量で使用する必要があります.0,05C（C - 容量）の充電電流では、放電電流は1/10以内に推奨されます.. . 1/20の電荷流出。 充電電流の時間間隔は 5 ミリ秒を超えてはなりません。つまり、パルス エネルギーが硫酸鉛を非晶質状態に移行するのに十分な、正の正弦波の可能な限り高い電圧レベルで回復が進行する必要があります。 放出された酸残留物 SO4 は、硫酸鉛結晶がすべて減少し、密度の増加が終了するまで電解液の密度を増加させます。同時に、発生した電気分解により、バッテリー電圧が増加します。 作業を充電して復元するときは、最小の動作時間で電流の最大振幅を使用する必要があります。 充電電流パルスの急峻な前縁は、他の方法が失敗したときに硫酸塩結晶を自由に溶かします。 充電と放電の間の時間は、プレートの冷却と電解質内での電子の再結合にも使用されます。 正弦波の後半で電流が滑らかに減少すると、充電時間の最後に電子が減速し、電流がゼロを通って正弦波の負の半サイクルに入るときにさらに反転する条件が作成されます。

回復条件を作成するために、主電源の周波数に同期した電流を設定および調整するためのサイリスタダイオード回路が使用されました。 スイッチング中のサイリスタを使用すると、電流の急峻な前縁を作成でき、トランジスタバージョンよりも動作中の熱の影響を受けにくくなります。 充電電流パルスを主電源と同期させると、デバイスによって生成される干渉のレベルが低下します。

図。 1

バッテリの電圧が上昇する瞬間は、バッテリからアナログ タイマー DA1 のスタンバイ マルチバイブレータまでの回路に負の電圧フィードバックを導入することによって制御されます (図 1)。

また、電源部品の過熱から保護するために、温度センサーが回路に導入されています。 充電電流レギュレータにより、バッテリ容量の値に基づいて初期回復電流を設定できます。

平均充電電流は、ガルバニック デバイス (リニア スケールと内部シャントを備えた電流計) によって制御されます。 電流計の読み取り値では、電流は代数的に合計されるため、正の電流から負の半サイクルの同時供給を考慮すると、平均充電電流の読み取り値は過小評価されます。

負の半周期の電流だけを長時間バッテリーに流さないでください。これにより、プレートの極性が反転してバッテリーが放電します。

充電されたバッテリーでは、バンク内の上部電解液レベルと下部電解液レベルの密度の違いやその他の要因により、常に自己放電が発生しますが、バッファー充電モードにあると、バッテリーは動作状態に保たれます。

交流バッテリ回収回路 (図 1) には、少数の無線コンポーネントが含まれています。

この回路には、待機中のマルチバイブレータ - アナログ タイマー DA1 タイプ KR1006VI1 の主電源と同期したパルスのシェーパー、逆導通バイポーラ トランジスタ VT1 のパルス振幅増幅器、温度センサー、負帰還電圧増幅器 VT2、電源ユニットが含まれています。サイリスタ充電電流コントローラ。 同期電圧は、ダイオード VD3、VD4 の全波整流器から除去され、分圧器 R13、R14 を介して DA2 チップの下側コンパレータの入力 1 に供給されます。

待機中のマルチバイブレータのパルス周波数は、抵抗R1、R2、およびコンデンサC1の値に依存します。

初期状態では、入力3 DA1に2 / 1Upを超える電圧がない場合、出力1 DA3に高電圧レベルがあり、それが現れた後、マイクロ回路は抵抗R14によって設定されたしきい値で動作し、出力にパルスが現れます10ミリ秒の周期で、レギュレータR2の位置に応じた持続時間、 - コンデンサC1の充電時間。 抵抗 R1 は、出力パルスの最小持続時間を決定します。

マイクロ回路のピン 5 は、内部分圧器の 2/3Un ポイントに直接アクセスできます。 充電の最後にバッテリの電圧が上昇すると、負帰還回路のトランジスタ VT2 が開き、DA5 のピン 1 の電圧が低下します。回路の修正が行われ、パルス持続時間が減少します。開いた状態では減少します。 抵抗器R3を介してタイマーの出力5からのパルスは、トランジスタVT1の増幅器の入力に供給されます。 オプトカプラU1を介してトランジスタVT1によって増幅されたパルスは、ネットワークと同期したトリガ電圧をサイリスタVS1の制御電極に供給し、サイリスタが開き、全波充電電流のパルスをバッテリー回路に持続時間に応じて供給します電流レギュレータR2の位置。 抵抗 R9、R10 は、フォトカプラを過負荷から保護します。

パワー素子の温度は、負帰還回路の分圧器に取り付けられたサーミスタ R11 によって制御されます。

温度が上昇すると、サーミスタの抵抗が減少し、シャント トランジスタ VT2 出力 5 DA1 が減少し、パルス幅が減少します - 電流が減少します。

タイマおよび回路内の RC 回路の電源は、ツェナー ダイオード VD1 によって安定化されています。

電子回路には、電源トランスの二次巻線からダイオード VD2 ... VD4 を介して電力が供給され、リップルはコンデンサ C3 によって平滑化されます。 ダイオード VD2 は、ダイオード VD3、VD4 の整流器の脈動電圧を、トランジスタ VT1 のタイマーおよびアンプの電源電圧から分離します。

サイリスタは全波パルス電圧によって電力を供給され、正の電流パルスのターンオン時間を調整できるキーとして機能し、負のパルスは VD5 ダイオードの半波整流器からバッテリに供給されます。

回路内の無線コンポーネントは、一般的な使用のためにインストールされています: 555、7555 シリーズのタイマー チップ. 抵抗器 MLT 0,12, R15 - 5 ワット. 可変抵抗器タイプ SP。 変圧器はCCIタイプ2 * 18 V / 5 Aで使用できます。最大5 Aの電流用の小型ダイオード。最大50 A * hのバッテリー容量を持つサイリスタがKU202Bに適しています..・ラジエター付Nタイプ。

デバイス回路の調整は+18Vの電圧チェックから始まり、小さな不一致はデバイスの動作に影響を与えません。

コンデンサC1と並列に0,1マイクロファラッドの静電容量を一時的に設置すると、タイマーの動作はLEDの点滅によって明確になります。

動作を制御するために、12Vの電球と50〜60 Wの電力がサイリスタのカソード回路に含まれており、動作を制御します。 電球の点滅は、サイリスタが良好な状態にあり、許容可能な熱レジームで動作していることを確認します。 設定抵抗器Ｒ１４の軸を回転させることにより、マイクロ回路の動作の閾値が設定される。 バッテリーを充電回路に接続した後、調整抵抗R14の中間位置に抵抗R2で充電電流を設定する必要があります。 サーミスタR12が加熱されると、充電電流が減少するはずです。

図。 2

スイッチ、充電電流レギュレータ、電流計、ヒューズを除く回路要素はプリント回路基板に取り付けられ（図2）、残りは充電器ケースに取り付けられています。

交流による電池回収技術は1999年に開発され、特許実験用の小ロットで製品化されました。

文学

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著者：ウラジミール・コノバロフ。 出版物: radioradar.net

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