Как установить систему эквалайзера батареи

Если у вас сложная система с двойным напряжением (12/24 В), скорее всего, вы сможете продлить срок службы батареи, добавив эквалайзер батареи. Мы рассмотрели «почему» системы эквалайзера в предыдущем посте, но вот краткая версия:

Без эквалайзера батареи ваша система, вероятно, разряжает одну батарею больше, чем другую, и перезаряжает ту, которая не полностью разряжена. . Это приводит к перегреву и сокращению срока службы батареи с течением времени. Эквалайзеры батарей распределяют нагрузку между обеими батареями для более равномерного разряда и зарядки.

Прочтите пошаговое руководство по установке системы эквалайзера батареи.

1. Определите размер эквалайзера

Прежде чем выбрать правильный размер (выходной ток) эквалайзера, необходимо определить требования к нагрузке. В целом эквалайзер должен выдерживать не менее 120% средней нагрузки.

Например, если нагрузкой 12 В является двигатель вентилятора с постоянным потреблением 10 А, вам потребуется усилитель на 12 А.

Однако в условиях высокой температуры может потребоваться «снижение номинальных характеристик» эквалайзера, т. е. использование его на более низкой мощности, чем он может обеспечить, чтобы поддерживать температуру в пределах рабочего диапазона. В этом случае вам понадобится эквалайзер большей емкости, чем просто 120% нагрузки 12 В.

2. Выберите место установки

Количество доступного места, которое у вас есть, вероятно, ограничит возможные места установки вашего эквалайзера. Однако в пределах доступного пространства соблюдайте следующие рекомендации:

• Монтажное положение: Установите эквалайзер на стене с вертикальными ребрами, чтобы максимизировать количество холодного воздуха, проходящего через охлаждающие ребра. Если вертикальный монтаж невозможен, поместите его горизонтально ребрами вверх. Избегайте установки ребрами вниз, так как этот метод охлаждения наименее эффективен.
• Воздушный поток: Нагрев является самым важным фактором надежности электрооборудования. Для лучшего рассеивания тепла монтажный отсек не должен быть закрыт для наружного воздуха. Также избегайте установки эквалайзера в местах, где на него будет направлен горячий воздух, так как это будет противодействовать ребрам охлаждения.
• Длина провода: Выберите место установки, обеспечивающее кратчайший путь к аккумулятору. Длинные провода требуют большего напряжения, чем короткие, и последствия могут быть значительными.

3. Выберите правильный калибр проводов

Провода со слишком большим сопротивлением будут ограничивать ток, подаваемый на батарею, увеличивая время зарядки и снижая эффективность системы. Для выходного провода максимальный ток должен равняться номинальному выходному току выравнивателя. Для входных и заземляющих проводов максимальный ток должен быть в 6 раз больше номинального выходного тока.

Не забудьте указать падение напряжения при выборе калибра провода. Падение напряжения на любом проводе питания должно быть не более 0,10 В, максимум. Используйте эту таблицу для расчета надлежащего сечения проволоки, которую вы должны использовать для данной длины.

Падение напряжения на проводе:

     Перейдите к записи в левой части таблицы 1, которая соответствует максимальному току, который должен нести провод.

Записи в таблице справа соответствуют падению напряжения (на фут), которое будет видно при использовании провода с сечением, показанным вверху диаграммы.

Чтобы найти общее падение напряжения для провода определенного сечения, умножьте длину провода, необходимого для установки, на запись в таблице для этого сечения провода.

Падение напряжения = длина провода (в футах) x таблица запись

Пример: Выходной провод в эквалайзере должен выдерживать 75 ампер (максимальный выход эквалайзера), и

должен иметь длину 5 футов . Для наилучшей производительности мы не хотим, чтобы падение напряжения превышало 0,10 В при силе тока 75 ампер. Из диаграммы видно, что провод № 4 AWG имеет потери 0,0182 В на фут. Общие потери: Падение напряжения (#4 AWG) = 5 футов x 0,0182 В/фут. = 0,091 В .

Это лучший выбор с точки зрения экономичности и производительности. № 6 AWG использовать нельзя, так как падение напряжения для него будет: Падение напряжения (# 6 AWG) = 5 футов x 0,0465 В/фут. = 0,150 В , что больше желаемого.

4. Подключение системы эквалайзера

Существует несколько способов подключения системы эквалайзера в зависимости от того, какие компоненты вы хотите включить. Вот схема стандартного простого соединения:

Убедитесь, что соединение между двумя батареями осуществляется коротким толстым проводом, и используйте предохранители на 25 % выше силы тока, проходящего через провод.

Если вы хотите включить отключение аккумулятора, вам понадобятся два переключателя. Один должен быть между положительной клеммой батареи «B» и соединением «уравнитель-генератор». Второй может быть между отрицательной клеммой аккумулятора «А» и землей:

Вы также можете использовать эквалайзер для питания удаленного аккумулятора, например, на прицепе. Применяются те же правила, что и для стандартной установки:

• Провода должны быть как можно короче
• Соответствующий размер проводов (см. таблицу размеров выше)

Помните об этих общих рекомендациях независимо от того, как подключена ваша система:

• Обожмите наконечники проводов для более надежного соединения
• Используйте предохранители для защиты проводки
• Подключить нагрузки к аккумулятору, а не к выходу эквалайзера
• Установите заземляющий провод — никогда не полагайтесь на корпус для заземления

Не приваривайте к автомобилю с подключенным Equalizer

5. Поддерживайте вашу систему

Перед включением системы убедитесь, что обе батареи полностью заряжены. Высокий пусковой ток может привести к тому, что разряженная батарея изменит напряжение на противоположное, а обратное напряжение также может быть подано на разъемы питания, что может привести к повреждению аксессуаров. Конечно, эквалайзеры мощности защищены от реверсирования такого типа, но все же лучше соблюдать осторожность.

Для технического обслуживания системы очищайте ребра охлаждения от грязи, пыли или мусора и следите за соединениями для:

• Перегрев проводов
• Выцветшие шпильки или гайки
• Низкий уровень или отсутствие выходного сигнала

Аккумуляторные эквалайзеры — это простой способ продлить срок службы аккумуляторов ваших систем двойного напряжения 12/24 В. Их легко устанавливать и обслуживать, и они оправдывают вложения для всех применений, кроме самых простых приложений с двойным напряжением.

Нажмите, чтобы увидеть коллекцию эквалайзеров Sure Power от Waytek от Eaton.

Дополнительные сведения о системах с двойным напряжением см. в официальном документе Waytek «Руководство по успешным системам с двойным напряжением».

Полное руководство по выравниванию заряда батареи в 2022 году

Содержание

Полное руководство для понимания того, что такое выравнивание заряда аккумулятора и выравнивание заряда аккумулятора. Устройство для балансировки аккумуляторов, используемое в течение длительного времени, является идеальным решением, когда вы сталкиваетесь с этой проблемой, и может сэкономить дополнительные деньги без замены разбалансированного или разряженного аккумулятора.

Уравнитель батареи, также называемый балансировщиком батареи, использует метод активной передачи энергии для поддержания одинакового уровня напряжения каждой батареи. Его можно широко использовать в солнечных батареях, батареях для жилых автофургонов, батареях для гольф-каров и любых других батареях.

Что такое уравнитель батареи что такое уравнитель батареи

Уравнитель батареи — это устройство, которое передает энергию от одной батареи к другой подключенной батарее для выравнивания напряжения аккумуляторной системы. выравниватель батареи может компенсировать обе стороны, когда батарея подключена, если разница напряжения превышает 10 мВ, то начинает работать выравнивание батареи, Окончательно достигается пассивная балансировка набора батарей. Он может быть подключен в течение длительного времени для автоматического баланса батареи.

Как выбрать балансировщик батареи

Выбор балансировщика батареи зависит от количества имеющихся у вас аккумуляторов и напряжения батареи. Обычно на рынке доступны эквалайзеры на 12 В, 24 В, 48 В, 60 В, 72 В, 96 В для определенной конфигурации батареи. Эквалайзер на 12 В произведен компанией Victron Energy. Эквалайзеры 24В, 48В, 60В, 72В, 96В предоставлены zhcsolar.

Выбор эквалайзера зависит от типа батареи. Выравниватель батареи Vicron подходит только для свинцово-кислотных и AGM аккумуляторов, в то время как выравниватель zhcsolar имеет 2 типа. Серия HA может использоваться для выравнивания свинцово-кислотных аккумуляторов (VRLA), литий-железо-фосфатных аккумуляторов (LFP), никель-кадмиевых вторичных аккумуляторов (Ni/CD) и ионно-литиевых вторичных никель-металлогидридных аккумуляторов (Ni/MH). Серия HWB подходит для всех типов свинцово-кислотных аккумуляторов, но не подходит для литиевых аккумуляторов.

Опасность несбалансированного аккумулятора

Обычно в блоке аккумуляторов имеется несколько аккумуляторов, соединенных параллельно или последовательно. так как нет такого же аккумулятора. это может привести к различиям в заряде и разряде, даже если аккумулятор находится в режиме ожидания, а также из-за различных уровней саморазряда, это может привести к дисбалансу между последовательно подключенными аккумуляторами в процессе зарядки, когда существуют различия, это может привести к чрезмерному заряду или разряду аккумулятора , а другая батарея недостаточно заряжена или разряжена. В долгосрочной перспективе эта ситуация резко повлияет на срок службы и производительность батареи.

Как выровнять батареи в Battery Bank

Эквалайзер батареи прост в использовании, подключи и работай

Сначала выберите подходящий эквалайзер в соответствии с напряжением батареи. Во-вторых, следуйте инструкциям вручную, чтобы правильно подключить эквалайзер.

1. Сначала полностью зарядите аккумуляторы

2. Подсоедините сначала положительный полюс аккумулятора на всех устройствах

3. Во избежание короткого замыкания

4. Подсоедините отрицательный полюс аккумулятора, затем

5. Балансировщик батарей будет работать автоматически.

Несмотря на то, что блок батарей имеет строго согласованную конфигурацию, различия все же существуют. Баланс заставляет все батареи работать в нормальных условиях, емкость несбалансированного блока батарей становится суммой всех батарей, срок службы несбалансированных батарей будет таким же, как и у одной батареи.

Где использовать аккумуляторный компенсатор

При наличии несбалансированного аккумуляторного блока вам нужен электрический аккумуляторный компенсатор независимо от назначения аккумуляторного блока.

Battery Equalizer рекомендуется для автомобилей, лодок, гольф-каров, мотоциклов, солнечных батарей, грузовиков, жилых автофургонов, аккумуляторов для электропогрузчиков, солнечных систем и любых других конфигураций аккумуляторных батарей. балансир также работает, когда к аккумулятору подключено зарядное устройство.

Где купить Battery Equalizer

Battery Equalizer доступен на многих платформах электронной коммерции, таких как eBay, Amazon и интернет-магазин zhcsolar

Как долго выравнивать Battery Bank

время выравнивания блока батарей зависит от разницы напряжений в батареях. как рабочий принцип выравнивания, это время может варьироваться от дней до недель, обычно выравнивание может быть завершено автоматически за 2 дня.

На данный момент снимать или отключать эквалайзер не нужно. Эквалайзер всегда можно подключить к аккумулятору. Equilibrium — это долгосрочный проект, потому что батареи часто находятся в состоянии зарядки и разрядки, а долгосрочные подключения могут максимизировать результаты.

Процесс выравнивания батареи

Процесс выравнивания батареи относится к процессу передачи энергии от одной батареи к другой до тех пор, пока все батареи не станут унифицированными.

Обычно после того, как выравниватель батареи подключен в соответствии с правильными шагами, система выравнивания автоматически работает без присмотра.

Напряжение выравнивания батареи

Для реализации выравнивателя батареи предусмотрено 6 напряжений блока батарей: 12 В, 24 В, 48 В, 60 В, 72 В и 96В. Банк аккумуляторов более высокого напряжения может использовать несколько эквалайзеров.

Аккумулятор Эквалайзер Обзоры

Следующий обзор предназначен для справки. Это отзыв клиента о балансировочном станке ha02.

Идеальная защита для 2 новых комплектов 12-вольтовых аккумуляторов 8A8D, соединенных последовательно для 48-вольтового соединения. Солнечные и сетевые зарядные устройства не делили напряжение равномерно на батареи AGM, и некоторые из них получали почти на 2 вольта больше! Это, несомненно, уничтожило бы мои инвестиции в новый аккумулятор стоимостью 5000 долларов. Банк батарей составляет 1/4, если система стоила. Было бы неплохо иметь еще пару дюймов, если бы проволочные выводы и 4 предохранителя были встроены вместе с выводами. Эти устройства делают «именно» то, что они говорят, что они будут делать… балансируют напряжения батареи при зарядке и разрядке. Буду заказывать запасной или два, чтобы иметь под рукой на случай, если они испортятся и будут сняты с производства. Вся автономная солнечная энергетическая система опирается на эти небольшие балансиры.

Wesley Bell»/>

Это было именно то, что я искал. Аккумуляторная батарея — самая дорогая часть автономной системы, и это делает управление зарядом очень простым. Подключение двух из них заняло около 20 минут. на моей системе 490 Ач 48 В и где я получал диапазон 12,9-14,1 на каждую батарею, они теперь все имели одинаковое напряжение во время очень важного цикла зарядки cc/cv. / Wesley Bell

Выравнивание аккумуляторов AGM

Ответ: да, процесс выравнивания аккумуляторов AGM и других видов аккумуляторов одинаковы. Выберите правильный эквалайзер и установите его правильно, дело сделано.

Battery Equalizer Wiki

в Википедии, эквалайзер упоминается Балансировщик батареи или регулятор батареи — это устройство в аккумуляторной батарее, которое выполняет балансировку батареи. Балансиры часто встречаются в литий-ионных аккумуляторных батареях для мобильных телефонов и портативных компьютеров. Их также можно найти в аккумуляторных батареях электромобилей.

Выравнивание аккумуляторов для жилых автофургонов

Существует много типов аккумуляторов для жилых автофургонов, и уравнитель zhcsolar может балансировать большинство типов аккумуляторов, представленных на рынке. Купить zhcsolar для балансировки аккумулятора автодома никогда не было проблемой. Выбрать нужный эквалайзер и правильно его установить, дело сделано.

Выравнивание аккумуляторов Deep Cycle

Ответ: да, процесс выравнивания аккумуляторов Deep Cycle и выравнивание других типов аккумуляторов одинаков. Выберите правильный эквалайзер и установите его правильно, все готово.

Выравнивание свинцово-кислотных аккумуляторов

Свинцово-кислотные аккумуляторы являются наиболее широко используемым типом аккумуляторов. И по разным причинам свинцово-кислотные аккумуляторы будут медленно вулканизироваться, пока не будут утилизированы.

утилизация свинцово-кислотных аккумуляторов может загрязнять окружающую среду, необходимо использовать эквалайзер для продления срока службы аккумуляторов. Процесс выравнивания свинцово-кислотных аккумуляторов и выравнивания других типов аккумуляторов одинаков. Выберите правильный эквалайзер и установите его правильно, все готово.

Эквалайзер батареи 24 В

Эквалайзер батареи 24 В Предлагается на рынке только компанией zhcsolar под названием HA02. Этот эквалайзер может подключаться к двум батареям 12 В. HA02 очень популярен на рынке, и его можно легко приобрести в Интернете.

Эквалайзер Ha02 поддерживает широкий спектр типов батарей, что является очень хорошим выбором для аккумуляторных систем 24 В.

Аккумуляторный эквалайзер 12 В

Аккумуляторный эквалайзер 12 В предлагается компанией Victron Energy, он имеет хорошее качество продукции и хороший эффект баланса. недостаток в том, что возможности слишком малы, например, когда вы хотите выровнять банк аккумуляторов 48В, достаточно 1 эквалайзера zhcsolar ha02 48В, а с Victron нужно использовать 3.

Заключение

Просто следуйте этому руководству, чтобы правильно выбрать эквалайзер и правильно его использовать, тогда вы сэкономите на замене батареи, а также это очень экологично.
Если у вас есть какие-либо дополнительные вопросы, обратитесь к эксперту zhcsolar, который поможет вам сейчас

Выравниватели напряжения с одним и двумя переключателями для последовательно соединенных литий-ионных элементов и суперконденсаторов

• Авторская панель Войти

Что такое открытый доступ ?

Открытый доступ — это инициатива, направленная на то, чтобы сделать научные исследования бесплатными для всех. На сегодняшний день наше сообщество сделало более 100 миллионов загрузок. Он основан на принципах сотрудничества, беспрепятственного открытия и, самое главное, научного прогресса. Будучи аспирантами, нам было трудно получить доступ к нужным нам исследованиям, поэтому мы решили создать новое издательство с открытым доступом, которое уравняет правила игры для ученых со всего мира. Как? Упрощая доступ к исследованиям и ставя академические потребности исследователей выше деловых интересов издателей.

Наши авторы и редакторы

Мы представляем собой сообщество из более чем 103 000 авторов и редакторов из 3 291 учреждения в 160 странах мира, включая лауреатов Нобелевской премии и самых цитируемых исследователей мира. Публикация на IntechOpen позволяет авторам получать цитирование и находить новых соавторов, а это означает, что больше людей увидят вашу работу не только из вашей собственной области исследования, но и из других смежных областей.

Оповещения о содержимом

Краткое введение в этот раздел, описывающий открытый доступ, особенно с точки зрения IntechOpen

Как это работаетУправление предпочтениями

Контакты

Хотите связаться? Свяжитесь с нашим головным офисом в Лондоне или командой по работе со СМИ здесь:

Карьера:

Наша команда постоянно растет, поэтому мы всегда ищем умных людей, которые хотят помочь нам изменить мир научных публикаций.

Открытый доступ

Написано

Масатоши Уно

Подано: 11 ноября 2011 г. Опубликовано: 23 января 2013 г.

DOI: 10.5772/52215

Из отредактированного тома

Под редакцией Ахмеда Фахима Зобаа

Сведения о книге Заказать Печать

Обзор показателей главы

3488 загрузок глав

Посмотреть полные показатели

Рекламное объявление

1.

Поскольку требования к энергоэффективным электрическим устройствам и оборудованию продолжают расти, роль устройств и систем накопления энергии становится все более важной. Применение таких накопителей энергии варьируется от портативных электронных устройств, где одного элемента достаточно для обеспечения достаточного времени работы, до электромобилей, которым требуется более 100 последовательно соединенных элементов для выработки достаточно высокого напряжения для привода двигателей. Литий-ионные аккумуляторы (ЛИА) являются наиболее распространенными и перспективными из-за их самой высокой удельной энергии среди коммерчески доступных вторичных аккумуляторных технологий.

Технологии суперконденсаторов (СК), в том числе традиционные электрические двухслойные конденсаторы и литий-ионные конденсаторы (гибридные конденсаторы, сочетающие в себе характеристики двухслойных конденсаторов и ЛИА), также привлекают значительное внимание из-за их выдающегося срока службы в широком диапазоне температур. дальность действия, высокая мощность и высокая энергоэффективность. Использование таких технологий SC традиционно ограничивалось приложениями с высокой мощностью, такими как гибридные электромобили и рекуперативные системы в отраслях, где необходимы мощные буферы энергии для удовлетворения краткосрочных потребностей в большой мощности. Но было обнаружено, что технологии SC также имеют большой потенциал в качестве альтернативных источников энергии для хранения энергии по сравнению с традиционными вторичными батареями, если учесть их превосходный срок службы в широком диапазоне температур (Uno, 2011; Uno & Tanaka, 2011).

Напряжение одиночных элементов по своей природе низкое, обычно ниже 4,2, 2,7 и 3,8 В для литий-ионных элементов, традиционных электрических двухслойных конденсаторов и литий-ионных конденсаторов соответственно. Следовательно, в большинстве практических применений несколько отдельных элементов должны быть соединены последовательно, чтобы обеспечить высокий уровень напряжения для удовлетворения требований к напряжению нагрузки. Напряжения последовательно соединенных элементов постепенно разбалансируются, поскольку их индивидуальные свойства, такие как емкость/емкость, скорость саморазряда и внутреннее сопротивление, отличаются друг от друга. Неравномерный температурный градиент между ячейками в аккумуляторном блоке/модуле также приводит к неравномерному саморазряду, который ускоряет дисбаланс напряжения. В батарее/модуле с разбалансированным напряжением некоторые ячейки в последовательном соединении могут быть перезаряжены и переразряжены во время процессов зарядки и разрядки, соответственно, даже если среднее напряжение последовательно соединенных ячеек находится в пределах безопасных границ. Использование ЛИА/СК за границей безопасности не только сокращает срок их службы, но и ухудшает их электрические характеристики. Следует предотвращать перезарядку, особенно для ЛИА, поскольку это может привести к возгоранию или даже к взрыву в худшем случае.

В дополнение к проблемам безопасности, упомянутым выше, дисбаланс напряжения также снижает доступную энергию ячеек. При последовательной зарядке элементов процессы зарядки должны быть остановлены, как только наиболее заряженный элемент достигнет верхнего предела напряжения, выше которого весьма вероятен ускоренный необратимый износ. Точно так же, чтобы избежать чрезмерной разрядки во время процессов разрядки, наименее заряженная ячейка в последовательном соединении ограничивает время разрядки в целом. Таким образом, дисбаланс напряжения должен быть сведен к минимуму, чтобы продлить срок службы, а также максимизировать доступную энергию.

Для LIB и SC были предложены, продемонстрированы и реализованы различные методы выравнивания (Cao et al., 2008; Guo et al., 2006). Однако традиционные методы компенсации имеют один из следующих основных недостатков:

1. Низкая энергоэффективность из-за диссипативного механизма компенсации.

2. Сложная схема и управление из-за большого количества переключателей.

3. Сложность конструкции и плохая модульность из-за необходимости многообмоточного трансформатора, требующего строгого согласования параметров нескольких вторичных обмоток.

В данной главе представлены одно- и двухключевые выравниватели напряжения для последовательно соединенных литий-ионных аккумуляторов и СЭ. Процесс выравнивания эквалайзеров является недиссипативным, и многообмоточный трансформатор не требуется. Следовательно, все проблемы, лежащие в основе обычных эквалайзеров, перечисленных выше, могут быть решены с помощью представленных эквалайзеров. В разделе 2 упомянутые выше вопросы обсуждаются подробно, а обычные выравниватели напряжения на элементах кратко рассматриваются. В разделе 3 представлены выравниватели напряжения с одним переключателем на основе многоуровневых повышающе-понижающих преобразователей. В эквалайзерах с одним переключателем, хотя и требуется несколько катушек индуктивности, схема может быть очень простой из-за конфигурации с одним переключателем. В разделе 4 представлены выравниватели напряжения с двойным переключателем, использующие резонансный инвертор и умножитель напряжения. Хотя схема немного сложнее, чем у эквалайзеров с одним переключателем, ее конфигурация с одним магнитом минимизирует размер и стоимость схемы. Проведен подробный математический анализ работы и показаны экспериментальные тесты выравнивания, выполненные для последовательно соединенных СЭ и литий-ионных элементов с использованием прототипа одно- и двухключевого выравнивателей. Наконец, в разделе 5 представленные эквалайзеры с одним и двумя переключателями сравниваются с обычными эквалайзерами с точки зрения необходимого количества компонентов схемы.

Объявление

2. Традиционные методы выравнивания

2.1. Диссипативные эквалайзеры

Наиболее распространенный и традиционный подход предполагает использование диссипативных эквалайзеров, которые не требуют высокочастотных коммутационных операций. С помощью диссипативных компенсаторов напряжение последовательно соединенных элементов можно выровнять, удаляя накопленную энергию или шунтируя зарядный ток от элементов с более высоким напряжением. В процессе выравнивания избыточная энергия или ток неизбежно рассеиваются в виде тепла, отрицательно влияя на тепловую систему батарей/модулей. Диссипативные эквалайзеры имеют преимущества перед недиссипативными эквалайзерами с точки зрения простоты схемы и стоимости. Диссипативные эквалайзеры можно разделить на две группы: пассивные и активные эквалайзеры.

На рис. 1(а) показано простейшее решение с использованием пассивных резисторов. Дисбаланс напряжений постепенно уменьшается из-за различного саморазряда через резисторы в зависимости от напряжения на ячейке. Несмотря на простоту, неуклонные потери мощности в резисторах снижают энергоэффективность в зависимости от значений сопротивления, и, следовательно, этот эквалайзер редко используется на практике.

Другой концепцией пассивного диссипативного эквалайзера является использование стабилитронов, как показано на рис. 1(b). Напряжения ячеек, превышающие уровень напряжения Зенера, ограничиваются стабилитронами. Потери мощности в стабилитронах в период покоя пренебрежимо малы в зависимости от их тока утечки. Однако эти диоды должны быть выбраны так, чтобы они могли выдерживать максимально возможный зарядный ток, потому что зарядный ток протекает через них, когда напряжение элемента достигает или превышает уровень напряжения Зенера. Кроме того, следует учитывать большую зависимость напряжения стабилитрона от температуры, что может быть неприемлемо для большинства применений.0003

Рис. 1.

Пассивные диссипативные эквалайзеры, использующие (а) резисторы и (б) стабилитроны, и (в) активный шунтирующий эквалайзер.

На рис. 1(c) схематично показаны маневровые уравнители (Isaacson et al., 2000; Uno, 2009). Напряжения элементов контролируются и сравниваются с заданным уровнем напряжения (уровнем шунтирующего напряжения). Когда напряжение элемента достигает или превышает уровень напряжения шунта, зарядный ток пропускают через транзистор, чтобы уменьшить суммарный зарядный ток. Произведение напряжения ячейки и тока шунта представляет собой мощность, рассеиваемую в эквалайзере. Для шунтирующего уравнителя необходимо столько переключателей, датчиков напряжения и компараторов, сколько последовательно соединенных ячеек. Кроме того, этот уравнитель неизбежно вызывает потери энергии в виде тепловыделения в процессе уравнивания. Гибкость работы также низкая, потому что элементы выравниваются только в процессе зарядки, особенно в полностью заряженных состояниях.

Хотя методы выравнивания рассеяния кажутся менее эффективными по сравнению с нерассеивающими выравнивателями, которые рассматриваются в следующем подразделе, шунтирующие выравниватели широко используются в различных приложениях, и из-за их простоты доступен ряд ИС управления батареями, которые включают шунтирующие выравниватели. хорошая модульность (или расширяемость) и экономичность.

2.2. Нерассеивающие выравниватели

Нерассеивающие выравниватели, которые переносят заряды или энергии между последовательно соединенными ячейками, считаются более подходящими и перспективными, чем диссипативные выравниватели с точки зрения энергоэффективности и управления температурой. Кроме того, недиссипативные компенсаторы (включая компенсаторы с одним и двумя переключателями, представленные в этой главе) обычно работают как во время зарядки, так и во время разрядки, и, следовательно, гибкость работы может быть улучшена по сравнению с диссипативными компенсаторами. Были предложены и продемонстрированы многочисленные методы недиссипативной коррекции. Типичные топологии недиссипативных эквалайзеров рассматриваются в следующих подразделах.

2.2.1. Эквалайзер для отдельных ячеек

На рис. 2(a) схематически показан эквалайзер для отдельных ячеек (ICE) (Lee & Cheng, 2005). ICE обычно основаны на отдельных двунаправленных преобразователях постоянного тока, таких как преобразователи с переключаемыми конденсаторами (Pascual & Krein, 1997; Uno & Tanaka, 2011) и повышающе-понижающие преобразователи (Nishijima et al., 2000), как показано на рис. 2(б) и (в) соответственно. Другие типы двунаправленных преобразователей, такие как резонансные преобразователи с переключаемыми конденсаторами и преобразователи Чука (Lee & Cheng, 2005), также могут использоваться для повышения эффективности выравнивания. В топологиях ICE заряды или энергии последовательно соединенных ячеек могут передаваться между соседними ячейками, чтобы устранить дисбаланс напряжения ячеек. Количество последовательно соединенных ячеек может быть произвольно расширено за счет добавления количества ДВС.

Поскольку эти топологии ICE основаны на нескольких отдельных двунаправленных преобразователях постоянного тока, требуется множество переключателей, датчиков и драйверов переключателей пропорционально количеству последовательно соединенных ячеек накопления энергии. Следовательно, сложность и стоимость их схем имеют тенденцию к увеличению, особенно для приложений, требующих большого количества последовательных соединений, а их надежность снижается по мере увеличения числа последовательных соединений.

2.2.2. Эквалайзеры на многообмоточном трансформаторе

В ячейках выравнивателей напряжения с использованием многообмоточного трансформатора на основе обратноходовых и прямоходовых преобразователей, как показано на рис. 3(а) и (б), соответственно, энергия последовательно соединенных ячеек может быть перераспределена через многообмоточный трансформатор к ячейке (ячейкам) с наименьшим напряжением (Куткут и др. , 1995). Необходимое количество переключателей в многообмоточных трансформаторных эквалайзерах значительно меньше, чем в топологиях ДВС. Однако для этих топологий требуется многообмоточный трансформатор, который необходимо настраивать в зависимости от количества последовательных соединений, и, следовательно, модульность не является хорошей. Кроме того, поскольку несоответствие параметров нескольких вторичных обмоток приводит к дисбалансу напряжения, который невозможно компенсировать с помощью управления, многообмоточные трансформаторы необходимо проектировать и изготавливать с большой осторожностью (Cao et al., 2008; Guo et al., 2006). Как правило, сложность согласования параметров значительно возрастает с увеличением количества обмоток. Поэтому их применение ограничено модулями/батареями с несколькими последовательными соединениями.

Рис. 2.

w3.org/2012/symbol»> a) Общая конфигурация эквалайзера с отдельными ячейками, (b) эквалайзера на основе переключаемых конденсаторов и (c) эквалайзера на основе повышающе-понижающего преобразователя.

Рис. 3.

Эквалайзеры, использующие многообмоточный трансформатор: (а) эквалайзеры на основе обратноходового преобразователя и (б) эквалайзеры на основе прямоходового преобразователя.

2.2.3. Эквалайзеры с одним преобразователем с переключателями выбора

Рис. 4(a) и (b) показаны эквалайзеры, использующие один преобразователь и переключатели выбора на основе летающих конденсаторов и обратноходовых преобразователей соответственно (Kim et al., 2011). В этих топологиях отслеживаются напряжения отдельных ячеек и определяются ячейки с самым низким и/или самым высоким напряжением. В компенсаторе на основе летающих конденсаторов, показанном на рис. 4(а), энергия наиболее заряженной ячейки передается наименее заряженной ячейке через летающий конденсатор С путем выбора соответствующих переключателей. В эквалайзере на основе обратноходового преобразователя, показанном на рис. 4(б), энергия последовательно соединенных ячеек перераспределяется в наименее заряженную ячейку через обратноходовой преобразователь и правильно подобранные переключатели.

Рис. 4.

Эквалайзеры, использующие один преобразователь с переключателями выбора на основе (а) летучих конденсаторов и (б) обратноходовых преобразователей.

Эти топологии могут значительно уменьшить количество пассивных компонентов по сравнению с топологиями ICE, показанными на рис. 2, и не требуют многообмоточного трансформатора. Однако требуемое количество коммутаторов по-прежнему велико (пропорционально количеству последовательных соединений), и, кроме того, интеллектуальное управление на основе микроконтроллера или DSP является обязательным, поскольку целевые ячейки (т. е. наименее и/или наиболее заряженные ячейки) ) должны быть определены для реализации выравнивания.

Объявление

3. Выравниватель напряжения с одной ячейкой с использованием многоуровневых повышающе-понижающих преобразователей

3.1. Описание схемы и основные преимущества

Выравниватели напряжения с ячейками с одним переключателем получаются из многослойных традиционных повышающе-понижающих преобразователей, состоящих из двух катушек индуктивности и одного конденсатора связи (Uno & Tanaka, 2011). Топологии-кандидаты, которые можно использовать в качестве базовой топологии, показаны на рис. 5. В качестве базовой топологии можно просто адаптировать несимметричный первичный преобразователь индуктивности (SEPIC) и преобразователи Zeta. С другой стороны, топология Чука не может использоваться без трансформатора из-за ее инвертирующего свойства. Из трех кандидатов, показанных на рис. 5, преобразователь Чука является лучшим с точки зрения пульсаций тока на его входе и выходе, поскольку катушки индуктивности L _в и L _вых соединены последовательно на вход и выход соответственно. Хотя преобразователи SEPIC и Zeta могут быть адаптированы без трансформатора, работа без трансформатора может страдать от ограничений рабочего цикла, когда число последовательных соединений велико, как будет рассмотрено в следующем подразделе. Таким образом, потребность в трансформаторе в преобразователе Чука оправдана, хотя необходим сравнительный анализ для определения наилучшей топологии для достижения достаточной производительности при разумных размерах для данного приложения. В следующих разделах рассматривается изолированный эквалайзер на основе преобразователя Ćuk.

Рис. 5.

w3.org/1999/xlink» xmlns:mml=»http://www.w3.org/1998/Math/MathML» xmlns:xsi=»http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance» xmlns:sym=»http://www.w3.org/2012/symbol»> Традиционные понижающе-повышающие преобразователи, которые можно использовать в качестве базовой топологии для выравнивателей напряжения с одним переключателем. (a) SEPIC, (b) Zeta и (c) изолированные преобразователи Ćuk.

Полученный изолированный одноключевой эквалайзер на основе преобразователя Чука для четырех последовательно соединенных ячеек показан на рис. 6. Схема, состоящая из С _в , L _в , Q, С _в , трансформатор, С ₃ , D ₃ и L ₃ идентична схеме, показанной на рис. 5(c), а схема, состоящая из C _i –D _i –L _i (i = 1…4) многоуровневый к изолированному преобразователю Ćuk. Следовательно, полученный эквалайзер можно рассматривать как многоуровневый преобразователь Чука.

Рис. 6.

w3.org/1999/xlink» xmlns:mml=»http://www.w3.org/1998/Math/MathML» xmlns:xsi=»http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance» xmlns:sym=»http://www.w3.org/2012/symbol»> Выравниватель напряжения с одним переключателем на основе изолированного преобразователя Чука.

Необходимое количество переключателей — только один; таким образом, значительно снижается сложность схемы по сравнению с обычными эквалайзерами, которым требуется множество переключателей, пропорциональных количеству последовательных соединений, как объяснялось в предыдущем разделе. Кроме того, многообмоточный трансформатор не нужен, а количество последовательных соединений можно произвольно увеличить, укладывая цепь, состоящую из С _i –D _i –L _i . Таким образом, в дополнение к уменьшенной сложности схемы, эквалайзер с одним переключателем также предлагает хорошую модульность. Кроме того, как будет показано математически, управление с обратной связью не требуется, когда оно работает в режиме прерывистой проводимости (DCM), что дополнительно упрощает схему за счет удаления контура управления с обратной связью.

3.2. Анализ работы

3.2.1. Работа в условиях сбалансированного напряжения

Традиционные повышающе-понижающие преобразователи, включая изолированный преобразователь Ćuk, работают либо в режиме непрерывной проводимости (CCM), либо в режиме DCM. Границей между CCM и DCM является скачок тока диода в период выключения. Хотя пульсирующие токи катушек индуктивности имеют тенденцию быть большими в DCM, токи в цепи могут быть ограничены желаемыми уровнями без управления с обратной связью, как будет математически показано позже. Следующий анализ посвящен работе DCM. Основные рабочие формы сигналов и направления тока в DCM в условиях сбалансированного напряжения показаны на рис. 7 и 8 соответственно. Основная работа аналогична традиционному изолированному преобразователю Чука, а работу DCM можно разделить на три периода: T _на , T _вне и T _{вне b} .

В установившемся режиме средние напряжения катушек индуктивности и обмоток трансформатора равны нулю и, следовательно, средние напряжения C ₁ –C ₄ и C _a , В _C1

3 –

3 V _C4 и V _Ca , можно выразить как

9На рис.

В течение T _{периода} , как показано на рис. 8(a), все катушки индуктивности находятся под напряжением, и их токи линейно возрастают. Когда Q выключен, начинается период T _off-a и диоды начинают проводить, как показано на рис. 8(b). Когда катушки индуктивности высвобождают накопленную энергию, токи катушек индуктивности, а также токи диодов линейно уменьшаются. Когда токи диода падают до нуля, период T _офф-б нач. В этот период все токи в выравнивателе постоянны, потому что напряжения на катушках индуктивности равны нулю.

Рис. 7.

Основные рабочие осциллограммы эквалайзера с одним переключателем на основе изолированного преобразователя Чука в условиях сбалансированного напряжения.

Рисунок 8.

Направления тока в течение периодов (a) T _на , (b) T _off-a и (c) T _off-b в условиях сбалансированного напряжения.

Продукт времени напряжения индукторов при стационарном состоянии составляет нулевое, дающее

{D (VS+VC1+V2) = DA (V1+VD) D (VS+VC2) = DA (V2+VD) D(VS+VC3−V3)           =Da(V3+VD)D(VS+VC4−V3−V4)=Da(V4+VD)E2

, где D и D 3 a 6 90 коэффициент заполнения Т _на и Т _{на выкл} соответственно В _Д — прямое напряжение диодов, а В _S — вторичное напряжение трансформатора, обозначенное на рис. коэффициент трансформации трансформатора. Из уравнений (1) и (2),

Vi=DDaVS−VDE4

, где i = 1…4. Это уравнение означает, что эквалайзер подает одинаковые выходные напряжения на ячейки, и все напряжения ячеек могут в конечном итоге стать одинаковыми.

Чтобы эквалайзер работал в DCM, T _off-b должен существовать период, то есть D _a < (1 − D ). Из уравнения (4), критический рабочий цикл для обеспечения работы DCM, D _{критический} , определяется как

Dкритический

Из (3) и (5) следует, что без переменной N при увеличении V _в D необходимо понизить на заданное значение V _i . Другими словами, ограничение рабочего цикла возникает, когда количество последовательных соединений велико. С другой стороны, с введением трансформатора проблема ограничения рабочего цикла может быть решена путем правильного определения N .

Согласно рис. 7 средние токи L _i и L _в , I _Li и I _Lin , выражаются как

{ILi=(D+Da)VSDTS2Li+ILi-bILin=(D+Da)VSDTS2Lin+ILin-bE6

, где S

3 3 Период переключения, и I _LI-B и I _LIN-B -это токи, протекающие по L _I и L _в , соответственно, _I и L _в , соответственно, _I и L _в , соответственно, _I и L _{. off-b} , как показано на рис. 7. Предполагая, что полное сопротивление C ₁ –C ₄ are equal, i _C1 – i _C4 as well as I _L1-b – I _L4-b может быть равномерным, что выражается через

NILin-b=-IL1-b-IL2-b-IL3-b-IL4-b=-4ILi-bE7

Средний ток C _i , I _Ci , выражается как

ICi=ILi−b+DVSDTS2Li−DaN2VSDTS2⋅4Lin=0E8

Из уравнений. (6) — (8),

Iliilin = NDA4DE9

с I _CI = 0, нынешний закон Kirchhoff на рис. — средний ток D _i . Из рис. 7 и 8(b), I _Di выражается как

IDi=Da(VSDTS2Li+N2VSDTS2⋅4Lin)=VSDDaTS2(4Lin+N2Li4LinLi)E11

. (10) и (11) в уравнение. (9) дает

ILin=VSD2TS2N(4Lin+N2LiLinLi)E12

Ур. Из (10)–(12) следует, что токи в компенсаторе в условиях сбалансированного напряжения могут быть ограничены желаемым уровнем, если известен диапазон изменения В _S . В уравнении (12), например, V _S является переменным и D определяемым, а остальные являются фиксированными значениями и, следовательно, с известным диапазоном изменения V _S , I _Lin может быть разработан с ограничением ниже желаемого уровня путем правильного определения D . I _Li и I _Di (которые могут быть выражены уравнениями (10) и (11)) могут быть рассчитаны аналогичным образом, поскольку D

переменная дается уравнением (4). Таким образом, токи в эквалайзере, работающем в DCM, могут быть ограничены желаемыми уровнями даже в операциях с фиксированным рабочим циклом, а управление с обратной связью не требуется для эквалайзера с одним переключателем, что еще больше упрощает схему за счет устранения контура управления с обратной связью.

3.2.2. Работа в условиях несимметричного напряжения

Как указано в уравнении. (4), эквалайзер с одним переключателем по своей сути создает одинаковые выходные напряжения для ячеек. Эта характеристика означает, что в случае, когда напряжения ячеек несимметричны, токи от выравнивателя имеют тенденцию концентрироваться в ячейке с самым низким напряжением. На рис. 9 показаны осциллограммы работы клавиш в условиях несбалансированного напряжения. Звездочки, добавленные к символам на рис. 9, соответствуют ячейке с наименьшим напряжением, В _*. Как показано на рис. 9, при дисбалансе напряжения протекает только i _D* , тогда как токи остальных диодов ( i _Di ) равны нулю в течение всех периодов. Поскольку все токи концентрируются на D _* , средний ток D _* получается путем преобразования уравнения (11) как

ID*=Da(4VSDTS2Li+N2VSDTS2Lin)=VSDDaTS2(4Lin+N2LiLinLi)E13

, что в четыре раза больше, чем в уравнении. (11). С I _Di равно нулю в условиях дисбаланса напряжения, I _Li также равно нулю согласно уравнению. (10), хотя пульсации существуют. I _Lin в условиях несимметричного напряжения идентичен таковому в условиях сбалансированного напряжения, потому что I _Lin не зависит от напряжения ячейки, как выражается уравнением. (12).

3.3. Экспериментальный

3.3.1. Прототип и его основные характеристики

Прототип изолированного одноключевого эквалайзера на основе преобразователя Чука мощностью 5 Вт был построен для 12 ячеек, соединенных последовательно, как показано на рис. 10. Значения компонентов приведены в таблице 1. C _out1 –C _out12 , которые для простоты на рисунках не изображались, представляют собой сглаживающие конденсаторы, подключенные к ячейкам параллельно. На первичной обмотке был добавлен демпфер УЗО для защиты переключателя от импульсных перенапряжений, создаваемых индуктивностью рассеяния трансформатора. Прототип эксплуатировался с фиксированным D = 0,3 при f = 150 кГц.

Рис. 9.

Основные рабочие сигналы в условиях несбалансированного напряжения.

Экспериментальная установка для измерения эффективности преобразования энергии показана на рис. 11. Отводы Y и X на рис. 11 были выбраны для имитации сбалансированного и несимметричного напряжения ( В ₁ < В _i ( i = 2…12)) условий соответственно. Внешний источник питания, В _ext , и вход и выход эквалайзера были разорваны в точке Z для измерения эффективности. Эффективность измерялась изменением соотношения В ₁ / В _в примерно от 1/12 до 1/16. При измерении КПД ячейки были удалены и для поддержания напряжения В использовались только сглаживающие конденсаторы (C _out1 –C _out1 –C _out12 ) ₁ – В ₁₂ .

Рис. 10.

Фотография 5-ваттного прототипа выравнивателя напряжения с одним переключателем на основе изолированного преобразователя Чука для 12 последовательно соединенных ячеек.

Измеренная эффективность преобразования мощности и характеристики выходной мощности в зависимости от В ₁ показаны на рис. часть выходного напряжения (т.е. В ₁ ). Эффективность в условиях сбалансированного напряжения была выше, чем в условиях несимметричного напряжения; пиковая эффективность в условиях сбалансированного и несимметричного напряжения составляла приблизительно 70% и 65% соответственно. Более низкая эффективность в условиях несбалансированного напряжения была обусловлена ​​концентрацией тока в C ₁ , D ₁ и L ₁ , что вызывало увеличение джоулевых потерь в резистивных компонентах.

Таблица 1.

Значения компонентов, использованных для прототипа.

Рис. 11.

Экспериментальная установка для измерения эффективности.

Рис. 13(a) и (b) показаны типичные рабочие сигналы, измеренные в условиях сбалансированного и несимметричного напряжения соответственно. В условиях сбалансированного напряжения, как показано на рис. 13(а), все токи индуктивности были одинаковыми, хотя наблюдались колебания, вызванные взаимодействием между катушками индуктивности и паразитной емкостью МОП-транзистора. В условиях несбалансированного напряжения i _L2 – i _L12 были равномерными, и их средние значения были нулевыми, тогда как только i _L1

37 показали более высокую, чем текущая средняя концентрация

37, чем текущая средняя концентрация.

Рис. 12.

Измеренная эффективность преобразования энергии и выходная мощность в зависимости от V ₁ в (a) симметричном и (b) несимметричном условиях.

Рис. 13.

Измеренные формы сигналов при (а) сбалансированном по напряжению и (б) несимметричном условиях.

3.3.2. Выравнивание

Экспериментальная проверка выравнивания проводилась для СЭ 12-й серии емкостью 500 Ф при номинальном напряжении заряда 2,5 В. Напряжения СЭ были изначально разбалансированы в пределах 0,85–2,5 В. Полученные профили выравнивания показаны на рис. 14(а). По мере перераспределения выравнивателем энергии от последовательного соединения к ячейкам с низкими напряжениями напряжения ячеек с низкими начальными напряжениями увеличивались, а с высокими начальными напряжениями уменьшались. Дисбаланс напряжения постепенно устранялся с течением времени, и стандартное отклонение напряжения на ячейке в конечном итоге уменьшилось примерно до 7 мВ в конце эксперимента; таким образом, демонстрируя эффективность выравнивания эквалайзера. Напряжения на элементах продолжали снижаться даже после исчезновения дисбаланса напряжений. Это снижение было связано с потерями преобразования мощности в эквалайзере. После того, как напряжения ячеек были уравновешены, энергии ячеек бессмысленно циркулировали эквалайзером, и поэтому эквалайзер должен быть отключен после того, как напряжения ячеек будут достаточно сбалансированы, чтобы не тратить запасенную энергию ячеек.

Еще одно экспериментальное выравнивание было проведено для литий-ионных аккумуляторов 12-й серии емкостью 2200 мА·ч при номинальном напряжении заряда 4,2 В. Состояние заряда (СЗ) аккумуляторов изначально было разбалансировано в пределах 0%–100%. Экспериментальные результаты показаны на рис. 14(б). Хотя результирующие профили были несколько неуловимыми из-за нелинейных характеристик химии литий-иона, дисбаланс напряжения был успешно устранен, и все напряжения ячейки сходились к единому уровню напряжения.

Рис. 14.

Экспериментальные профили 12 последовательно соединенных СЭ (а) и литий-ионных аккумуляторов (б), уравновешенных изолированным одноключевым эквалайзером на основе преобразователя Чука.

Объявление

4. Выравниватель напряжения на резонансной ячейке с двойным переключением с использованием умножителя напряжения

4.1. Описание схемы и основные преимущества

Резонансный эквалайзер с двойным переключателем представляет собой комбинацию обычного последовательного резонансного инвертора и умножителя напряжения, показанных на рис. 15(а) и (б) соответственно. Умножитель напряжения, показанный на рис. 15(b), является примером схемы, которая может производить напряжение, в 4 раза превышающее амплитуду входного сигнала. Напряжения стационарных конденсаторов С’ ₁ –C’ ₄ автоматически становятся равномерными, поскольку амплитуда входного сигнала прямоугольной формы в установившемся режиме (когда пренебрегают падением напряжения на диоде). Подробный анализ работы как резонансного инвертора, так и умножителя напряжения проводится отдельно в следующем разделе.

Комбинируя последовательно-резонансный инвертор и умножитель напряжения, можно синтезировать эквалайзер с двойным ключом, как показано на рис. 16. В качестве резонансного индуктора используется индуктивность рассеяния трансформатора, L _р . Индуктивность намагничивания трансформатора для простоты на рис. 16 не показана. Стационарные конденсаторы C’ ₁ –C’ ₄ в умножителе напряжения на рис. 15(b) заменены аккумуляторами энергии B ₁ –B ₄ .

Рис. 15.

а) Последовательно-резонансный инвертор и (б) 4-кратный умножитель напряжения.

Рис. 16.

w3.org/1998/Math/MathML» xmlns:xsi=»http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance» xmlns:sym=»http://www.w3.org/2012/symbol»> Последовательно-резонансный эквалайзер с двумя переключателями, использующий умножитель напряжения.

Требуемое количество переключателей и магнитных компонентов всего два и один соответственно, и, следовательно, сложность схемы, а также размер и стоимость схемы могут быть значительно снижены по сравнению с обычными эквалайзерами, для которых требуется несколько переключателей и/или или магнитные компоненты пропорционально количеству последовательных соединений. Кроме того, предлагаемый резонансный эквалайзер может быть сконфигурирован без многообмоточного трансформатора, а количество последовательных соединений может быть легко увеличено за счет объединения конденсатора и диодов, что обеспечивает хорошую модульность (или расширяемость). Как математически объяснено в следующем анализе, управление с обратной связью не обязательно требуется для ограничения токов ниже желаемых уровней тока, и, следовательно, схему можно еще больше упростить, удалив контур управления с обратной связью.

Хотя для предлагаемого эквалайзера используется последовательно-резонансный инвертор с трансформатором, вместо него можно использовать другие типы резонансных инверторов, такие как параллельные, последовательно-параллельные и LLC-резонансные инверторы, которые могут даже предложить лучшие производительность.

4.2. Анализ работы

4.2.1. Основная операция

Подобно традиционным резонансным инверторам, резонансный эквалайзер с двумя переключателями работает на частоте переключения f выше резонансной частоты, f _r , над которым последовательно-резонансный контур, состоящий из L _r и C _r , представляет собой индуктивную нагрузку. Ключевые формы волн в F > F _R показаны на рис. 17, и F _R даны

_{FR = 12πlr R.} . – индуктивность резонансного дросселя L _r , а C _r – емкость резонансного конденсатора C _r . МОП-транзисторы Q _a и Q _b работают совместно с фиксированным рабочим циклом чуть менее 50 %, чтобы обеспечить достаточное время простоя для предотвращения сквозного тока. Выше f _r ток резонансного контура i _Lr отстает от основной составляющей напряжения v _DSb , что соответствует входному напряжению для резонансного контура, а Q _a и Q _b включены при нулевом напряжении.

Рис. 17.

Основные рабочие осциллограммы резонансного эквалайзера выше резонансной частоты (f > f _r ).

Работу последовательно-резонансного эквалайзера можно разделить на четыре режима: Режимы 1–4, и направления тока при уравновешенном состоянии во время каждого режима показаны на рис. 18. В режиме 1 ток резонансный контур, i _Lr , течет через встречно-параллельный диод S _a , D _a , к последовательному соединению B ₁ – B ₄ , и конденсаторы передачи энергии умножитель, C _i (i = 1…4), разряд через диоды с четными номерами, D _(2i) , как показано на рис. 18(a). До того, как i _Sa достигнет нуля, стробирующий сигнал для Q _a , v _GSa , применяется. Поскольку напряжение на Q _a , v _DSa в этот момент равно нулю, Q _a включается при нулевом напряжении. После того, как i _Sa реверсируется, как показано на рис. 17, Q _a начинает проводить, и начинается режим 2. В режиме 2 резонансный контур запитывается от последовательного соединения B ₁ – B ₄ , а C _i заряжается через нечетные диоды, D _(2i−1) . Когда Q _a выключается, ток от Q _a перенаправляется на встречно-параллельный диод S _b , D _b , и начинается режим 3. C _i до сих пор заряжается. Сигнал затвора для Q _b , v _GSb , и Q _b включается при нулевом напряжении до тока S _b , i 2 3 , перевернуто. Ас и _Сб достигает нуля, операция переходит в режим 4, в котором C _i разряжается через D _(2i) . Когда Q _b выключается, ток отводится от Q _b к D _a , и работа возвращается в режим 1. Таким образом, подобно обычным резонансным инверторам, резонансный эквалайзер с двойным переключением достигает нуля. переключение напряжения (ZVS) при включении Q _a и Q _b .

Рис. 18.

w3.org/2001/XMLSchema-instance» xmlns:sym=»http://www.w3.org/2012/symbol»> Текущие направления потока в режиме (a) 1, (b) 2, (c) 3 и (d) 4.

Повторяя вышеописанную последовательность, энергии последовательного соединения В ₁ –В ₄ поступают на резонансный инвертор, а затем передаются на умножитель напряжения, перераспределяющий энергии на В ₁ –В ₄ . Таким образом, энергии B ₁ – B ₄ перераспределяются через резонансный инвертор и умножитель напряжения. За один цикл переключения С _и , а также В ₁ – В ₄ заряжаются и разряжаются через D _{(2i -1)} и D _(2i) , и, следовательно, напряжения B ₁ –B ₄ , V ₁ — V ₁ — v_{. униформа. Механизм выравнивания напряжения с помощью умножителя напряжения подробно обсуждается в следующем подразделе.}

4.2.2. Множитель напряжения

Пиковое напряжение C _i во время включения D _(2i−1) , В _CiO , можно выразить как

{VC1O=VS-O-VD-V1-V2VC2O=VS-O-VD-V2VC3O=VS-O-VDVC4O=VS-O-VD+V3E15

, где В _S-O — пиковое напряжение вторичной обмотки трансформатора при включенном Д _(2i−1) , а В _D — прямое падение напряжения на диодах. Точно так же нижние напряжения C _i при включенном D _(2i) , В _CiE , равны

{VC1E=-VS-E+VD-V2VC2E=-VS-E+VDVC3E=-VS-E+VD+V3VC4E=-VS-E+VD+V3+V4E16

, где В _S-E — нижнее напряжение вторичной обмотки трансформатора при включенном Д _(2и).

Уравнение вычитания. (16) из уравнения (15) дает изменение напряжения C _i в течение одного цикла переключения, заряда, подаваемого через конденсатор емкостью C , а эквивалентное сопротивление для переноса заряда, R _eq , определяется как по зарядке/разрядке. Замена уравнения (18) в уравнение. (17) дает

ICiReqi=(VS-O+VS-E)-2VD-ViE19

, где I _Ci — средний ток, протекающий через C _i .

Экв. (19) дает эквивалентную схему постоянного тока умножителя напряжения, как показано на рис. 19.. Все клетки, B ₁ –B ₄ , привязаны к общему DC-Source V _DC , который обеспечивает напряжение ( V _S-O + VALIN 3333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333н. , через два диода и один эквивалентный резистор, R _eqi . When V ₁ – V ₄ are balanced, I _C1 – I _C4 can be uniform as long as C ₁ – C ₄ are designed so that all the equivalent resistances, R _eq1 – R _eq4 , are uniform. В случае дисбаланса напряжения ток преимущественно течет к ячейке (ячейкам) с наименьшим напряжением, и ее напряжение увеличивается быстрее, чем другие. В итоге напряжения В ₁ – В ₄ автоматически достигают постоянного уровня напряжения.

Рис. 19.

w3.org/2012/symbol»> Эквивалентная схема постоянного тока для умножителя напряжения.

Потоки тока в эквивалентной схеме постоянного тока на рис. 19 можно затем преобразовать в потоки в исходной схеме, показанной на рис. 16 и 18. В качестве простого примера рассмотрим случай, когда V ₁ является наименьшим и когда через R _eq2 –R _eq4 не протекают токи. Поскольку любой ток, протекающий через R _eqi представляет зарядку/разрядку конденсатора C _i , как указано в уравнении. (18) отсутствие токов в R _eq2 –R _eq4 означает, что в исходной цепи токи не текут через C ₂ –C ₄ , а также через D ₃ –D ₈ . При этом ток со вторичной обмотки трансформатора концентрируется на С ₁ и Д ₁ – Д ₂ в исходной цепи. Таким образом, в условиях неуравновешенного напряжения токи протекают только через конденсатор(ы) и диоды, которые подключены к элементу(ам) с самым низким напряжением, хотя практические тенденции распределения тока зависят от R _eqi а также условия напряжения В _i .

4.2.3. Последовательно-резонансный контур

Среднее напряжение на обмотке трансформатора в течение одного цикла коммутации равно нулю, а коэффициенты включения Д _(2и-1) и Д _(2и) равны 50 %. Следовательно, средние напряжения С ₁ –С ₄ , В _С1 – В _С4 , можно получить из рис. 18 и выразить как

{VC1=-V12-V2VC2=-V22VC3=V32VC4=V3+V42E20

Прямоугольные волны напряжения в резонансном контуре аппроксимируются синусоидальными основными составляющими , как показано на рис. 20, на котором изображены основные формы сигналов последовательно-резонансного инвертора и их основные компоненты. Если предположить, что напряжение C _i постоянно как В _Ci в течение одного цикла переключения, напряжение вторичной обмотки трансформатора, v _S , is

vS={VC1+V1+V2+VD=VC2+V2+VD=VC3+VD=VC4−V3+VD   (D(2i−1)are on)VC1+ V2-VD=VC2-VD=VC3-V3-VD=VC4-V3-V4-VD   (D(2i)are on)E21

v _{S прямоугольная волна с амплитудой V S , что получается из уравнений (20) и (21) как}

ВС=Vi+2VDE22

Амплитуда основной составляющей первичной обмотки трансформатора, В _m-P можно получить из уравнения (22) с преобразованием Фурье , is

Vm−in=2πVin=2π(V1+V2+V3+V4)E24

The amplitude of i _Lr , I _m , is obtained as

Im=Vm-in-Vm-P|Z|=Vm-in-Vm-P(ωLr-1ωCr)2Vm-in-Vm-PZ0(ωωr-ωrω)2E25

, где Z ₀ — волновое сопротивление резонансного контура, заданное выражением

Z0=ωrLr=1ωrCrE26

Рисунок 20.

Основные формы сигналов и их основные компоненты.

Для того чтобы последовательно-резонансный инвертор передавал энергию на умножитель напряжения, подключенный к вторичной обмотке, В _м-в должно быть выше В _м-П . Предположим, что число последовательных соединений равно четырем и 9.0432 V ₁ – V ₄ уравновешиваются как V _i из уравнения 433 N 90. (23) и (24), как

N<4ViVi+2VDE27

Ур. (23) и (25) показывают, что чем меньше N , тем больше будет I _m , что приводит к большей передаче мощности от резонансного контура к умножителю напряжения. Таким образом, при малых N скорость выравнивания может быть увеличена, хотя это может привести к увеличению потерь в резистивных элементах в резонансном контуре, а также в умножителе напряжения.

4.3. Экспериментальный

4.3.1. Прототип и его основные характеристики

Прототип последовательно-резонансного эквалайзера с двойным переключателем мощностью 10 Вт был построен для 8 ячеек, соединенных последовательно, как показано на рис. 21. В таблице 2 перечислены номиналы компонентов, использованных для прототипа. С _исх1 –С _out8 — сглаживающие конденсаторы, подключенные к ячейкам параллельно (на рис. 16 для простоты не показаны). Индуктивность рассеяния трансформатора L _кг использовалась в качестве резонансной катушки индуктивности L _r , в то время как индуктивность намагничивания L _мг была разработана так, чтобы не влиять на большую серию. — резонансная операция. Эквалайзер-прототип работал с фиксированным D = 0,48 при частоте переключения 220 кГц.

Рис. 21.

w3.org/1998/Math/MathML» xmlns:xsi=»http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance» xmlns:sym=»http://www.w3.org/2012/symbol»> Фотография 10-ваттного прототипа двухключевого последовательно-резонансного эквалайзера с использованием умножителя напряжения на 8 последовательно соединенных ячеек.

Таблица 2.

Значения компонентов, используемых для прототипа последовательно-резонансного эквалайзера.

Экспериментальная установка для измерения КПД резонансного эквалайзера показана на рис. 22. Измерение КПД проводилось с использованием промежуточного отвода и переменного резистора для имитации условий сбалансированного и несимметричного напряжения. При выборе отвода Y эмулируются пути прохождения тока в условиях сбалансированного напряжения, тогда как в условиях несимметричного напряжения V ₁ < V _i ( i = 2…12) можно эмулировать, выбрав кран X. Вход и выход эквалайзера были разделены в точке Z для измерять эффективность. Эффективность измерялась изменением соотношения В ₁ / В _в примерно от 1/8 до 1/20. Ячейки были отключены, и только сглаживающие конденсаторы (C _out1 –C _out8 ) использовались для поддержания напряжения В ₁ – В ₈ при измерении КПД.

Рис. 22.

Экспериментальная установка для измерения эффективности резонансного эквалайзера.

Измеренная эффективность преобразования мощности и характеристики выходной мощности в зависимости от В ₁ показаны на рис. 23. Как В ₁ , КПД значительно увеличился, поскольку падение напряжения на диоде составляло меньшую часть выходного напряжения (т. е. В ₁ ). Измеренная пиковая эффективность в условиях сбалансированного и несимметричного напряжения составила 73% и 68% соответственно. Тенденции эффективности в условиях сбалансированного напряжения были выше, чем в условиях несимметричного напряжения. Тенденция к более низкому КПД в условиях сбалансированного напряжения может быть связана с увеличением джоулевых потерь в резистивных компонентах последовательно-резонансного инвертора и умножителя напряжения.

Measured waveforms of i _Lr and v _DSb at V _in = 32 V and V ₁ = 4 V under the voltage- уравновешенные и -неуравновешенные условия показаны на рис. 24(а) и (б) соответственно. Амплитуда i _Lr в условиях сбалансированного напряжения была немного больше, чем в условиях несбалансированного напряжения. В анализе работы, сделанном в разделе 4.2.3, напряжение на C _и считались постоянными, а напряжения обмоток трансформатора считались прямоугольными. Однако на практике напряжение на C _и изменяется по мере протекания тока, а напряжения на обмотках трансформатора не являются идеальными прямоугольными волнами. В условиях неуравновешенного напряжения, поскольку токи в умножителе напряжения сосредоточены на C ₁ , В _m-P , наблюдается тенденция к увеличению из-за увеличенного изменения напряжения C _i . Следовательно, амплитуда i _Lr , I _m , уменьшилось как V _m-P увеличилось из уравнения (25).

Рис. 23.

Измеренная эффективность преобразования мощности и выходная мощность последовательно-резонансного эквалайзера в зависимости от V ₁ в (a) симметричном по напряжению и (b) в несимметричном условиях.

Рис. 24.

Измеренные формы сигналов при (а) сбалансированном по напряжению и (б) несимметричном условиях.

4.3.2. Выравнивание

Экспериментальная проверка выравнивания с использованием прототипа последовательно-резонансного выравнивателя была проведена для 8-серийных СЭ емкостью 500 Ф при номинальном напряжении заряда 2,5 В. Исходные напряжения СЭ были разбалансированы в диапазоне 1,8–1,8 В. 2,5 В. Результаты теста на выравнивание показаны на рис. 25(а). Напряжения ячеек с высоким начальным напряжением уменьшались, а с низким начальным напряжением увеличивались за счет механизма перераспределения энергии. Дисбаланс напряжения постепенно исчез, и стандартное отклонение напряжения на ячейке в конце концов уменьшилось примерно до 4 мВ в конце теста на выравнивание. Напряжения ячеек были почти полностью сбалансированы, и, следовательно, была продемонстрирована эффективность выравнивания последовательно-резонансного выравнивателя.

Рис. 25.

Экспериментальные профили 8 последовательно соединенных СЭ (а) и литий-ионных аккумуляторов (б), уравновешенных последовательно-резонансным эквалайзером.

Аналогичная экспериментальная эквализация была проведена для литий-ионных аккумуляторов 8-й серии емкостью 2200 мА·ч при номинальном напряжении заряда 4,2 В. Исходные СЗ элементов были разбалансированы в пределах 0%–100%. Измеренные профили выравнивания показаны на рис. 25(b). Несмотря на нелинейные характеристики литий-ионных элементов, стандартное отклонение напряжений элементов постепенно уменьшалось, и дисбаланс напряжения был успешно устранен.

Объявление

5. Сравнение с обычными эквалайзерами

Представленные одно- и двухкнопочные эквалайзеры сравниваются с обычными эквалайзерами по количеству необходимых силовых компонентов в таблице 3, где n — количество последовательных соединений клеток. Очевидно, что пассивные диссипативные компенсаторы, использующие резисторы или диоды, представляют собой простейшую топологию, хотя они неэффективны и непрактичны, как упоминалось в разделе 2.1. За исключением эквалайзеров, использующих многообмоточный трансформатор, требуемое количество переключателей в обычных нерассеивающих эквалайзерах пропорционально количеству последовательных соединений, и, следовательно, сложность схемы имеет тенденцию к значительному увеличению для приложений, требующих большого количества последовательных соединений. Хотя для эквалайзеров, использующих многообмоточный трансформатор, требуется только один или два переключателя, потребность в многообмоточном трансформаторе считается их основным недостатком из-за требования строгого согласования параметров между несколькими вторичными обмотками, что приводит к сложности конструкции и плохой модульности. .

Таблица 3.

Сравнение требуемого количества силовых компонентов.

С другой стороны, эквалайзер с одним переключателем, использующий многоуровневые повышающе-понижающие преобразователи (на основе изолированного преобразователя Ćuk), может работать с одним переключателем, и, следовательно, сложность схемы может быть значительно снижена по сравнению с обычными эквалайзерами, которые требуется много переключателей пропорционально количеству последовательных соединений. Кроме того, поскольку нет необходимости в многообмоточном трансформаторе, а количество последовательных соединений можно легко произвольно увеличить, сложив цепь, состоящую из L, C и D. Недостатком этого компенсатора с одним переключателем является необходимость нескольких катушек индуктивности. , с которым эквалайзер становится громоздким и дорогим по мере увеличения количества последовательных соединений.

Резонансный эквалайзер с двумя ключами, использующий умножитель напряжения, может работать с двумя ключами и одним трансформатором (в случае, если в качестве резонансного индуктора используется индуктивность рассеяния трансформатора). В дополнение к уменьшенному количеству переключателей требуемое количество магнитных компонентов составляет только один, и, следовательно, резонансный эквалайзер обеспечивает упрощенную схему в сочетании с уменьшением размера и стоимости по сравнению с теми, которые требуют нескольких магнитных компонентов. Модульность резонансного эквалайзера тоже хороша; добавляя C и D, количество последовательных соединений можно произвольно увеличить.

Объявление

6. Выводы

Выравниватели напряжения элементов необходимы для обеспечения многолетней безопасной эксплуатации элементов хранения энергии, таких как СЭ и литий-ионные элементы, а также для максимизации доступной энергии элементов. Несмотря на то, что были предложены, продемонстрированы и реализованы различные виды методов эквалайзера, требование наличия нескольких переключателей и/или многообмоточного трансформатора в обычных эквалайзерах нежелательно; сложность схемы имеет тенденцию значительно возрастать с увеличением количества переключателей, а строгое согласование параметров нескольких вторичных обмоток многообмоточного трансформатора является серьезной проблемой, приводящей к сложности конструкции и плохой модульности. В этой главе представлены два новых эквалайзера: (а) эквалайзер с одним переключателем, использующий многоуровневые повышающе-понижающие преобразователи, и (б) эквалайзер с двумя переключателями, использующий резонансный инвертор и умножитель напряжения, чтобы решить вышеуказанные проблемы.

Эквалайзер с одним переключателем, использующий многостековые повышающе-понижающие преобразователи, может быть получен путем многостекового сложения любого из традиционных повышающе-понижающих преобразователей: преобразователей SEPIC, Zeta или Ćuk. В дополнение к конфигурации с одним переключателем многообмоточный трансформатор не требуется, и, следовательно, можно значительно уменьшить сложность схемы, а также улучшить модульность по сравнению с обычными эквалайзерами, для которых требуется несколько переключателей и/или многофазный трансформатор. обмотка трансформатора. Детальный анализ работы был выполнен математически для изолированной топологии на основе преобразователя Чука.

Эквалайзер с двойным переключателем, использующий резонансный инвертор и умножитель напряжения, может быть синтезирован, а именно путем объединения резонансного инвертора и умножителя напряжения. Хотя необходимы два переключателя, требуемое количество переключателей достаточно мало, чтобы уменьшить сложность схемы. Поскольку количество необходимых магнитных компонентов составляет только один (т. Е. Трансформатор), размер и стоимость эквалайзера считаются минимальными по сравнению с эквалайзерами, требующими нескольких магнитных компонентов. В качестве резонансного инвертора использовался последовательно-резонансный инвертор, а подробный анализ работы был выполнен отдельно для умножителя напряжения и последовательно-резонансного инвертора.

Созданы прототипы одно- и двухключевого выравнивателей для последовательно соединенных элементов, а также проведены экспериментальные испытания выравнивания для последовательно соединенных СЭ и литий-ионных элементов в исходно-разбалансированных по напряжению условиях. Энергии ячеек с высоким начальным напряжением перераспределяются к ячейкам с низким начальным напряжением, и в итоге дисбаланс напряжений СЭ и литий-ионных элементов почти полностью устраняется выравнивателями по прошествии достаточного времени.

Ссылки

1. 1. CaoJ.SchofieldN.EmadiA.2008Методы балансировки аккумуляторов: всесторонний обзор, Труды конференции IEEE Vehicle Power and Propulsion, 978-1-42441-848-0Харбин, Китай, 3-5 сентября 2008 г.
2. 2. ГуоК. З.Боз. К.ГиЛ. Р.КангК. S.2006Comparison and Evaluation of Charge Equalization Techniques for Series Connected Batteries, Proceedings of IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition, 0-78039-716-9Южная Корея, 18-22 июня 2006 г.
3. г. 3. Исааксон М. Дж. Холландсворт Р. П.ДжампаолиП. Дж. Линковаки Ф. А.СалимА.ТеофилоВ. L.2000Advanced Lithium Ion Battery Charger, Proceedings of Battery Conference on Applications and Advances, 0-78035-924-0Beach, California, USA, 11-14 января 2000 г.
4. 4. KimC. Х.КимМ. Ю.КимЮ. Д.МунГ. W.2011A Модульный эквалайзер заряда с использованием ИС контроля заряда аккумулятора для последовательно соединенных литий-ионных аккумуляторов в электромобиле, Труды Международной конференции по силовой электронике IEEE, 978-1-61284-956-0Чеджу, Южная Корея, 30 мая 3 июня 2011 г.
5. 5. KutkutN. Х.ДиванД. М.НовотныйД. W.1995 Выравнивание заряда для последовательно соединенных цепочек аккумуляторов. IEEE Transaction on Industry Applications, 313, май и июнь 1995 г.), 5625680093-9994
6. 6. LeeY. С.ЧэнМ. W.2005Интеллектуальное управление балансировкой батарей для последовательно соединенных литий-ионных аккумуляторных батарей. IEEE Transaction on Industrial Electronics, 525 October 2005), 129713070278-0046
7. .2-6Ирландия, 18-23 июня 2009 г.
8. 8. PascualC.KreinP. T.1997Switched Capacitor System for Automatic Series Battery Equalization, Proceedings of IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition, 0-78033-704-2Georgia, USA, 23-27 февраля 1997 г.
9. 9. UnoM.2009Interactive Charging Performance of a Series Connected Батарея с шунтирующим эквалайзером, Материалы Международной конференции по энергетике электросвязи IEEE, 978-1-42442-491-7Инчхон, Южная Корея, 18-22 октября 2009 г.
10. 10. UnoM.TanakaK.2011Однокоммутаторный выравниватель напряжения ячейки с использованием многоуровневых повышающе-понижающих преобразователей, работающих в режиме прерывистой проводимости для последовательно соединенных ячеек накопления энергии. IEEE Transaction on Vehicular Technology, 608 October 2011), 363536450018-9545
11. 11. UnoM.TanakaK.2011Влияние высокочастотного циклического заряда-разряда, вызванного выравнивателями напряжения элементов, на срок службы литий-ионных элементов. IEEE Transaction on Vehicular Technology, 604, май 2011 г.), 150515150018-9.545
12. 12. UnoM.2011Система хранения электроэнергии на основе суперконденсаторов, In: Energy Storage in the Emerging Era of Smart Grids, Carbone, R., 2140InTech, 978-9-53307-269-2Rijeka, Croatia
13. 13. UnoM .TanakaK.2011Ускоренные испытания на старение и прогнозирование срока службы суперконденсаторов для альтернативных применений аккумуляторов, материалы Международной конференции по телекоммуникациям и энергетике IEEE, 978-1-45771-248-7Амстердам, Нидерланды, 9-13 октября 2011 г.

Разделы

Информация об авторе

• 1. Введение
• 2. Традиционные методы выравнивания
• 3. Выравниватель напряжения с одним переключателем с использованием многоуровневых понижающе-повышающих преобразователей
• 5.Сравнение с обычными эквалайзерами
• 6.Выводы

Ссылки

Реклама

Автор:

Масатоши Уно

Поступило: 11 ноября 2011 г. Опубликовано: 23 января 2013 г.

СКАЧАТЬ БЕСПЛАТНО

© 2013 Автор(ы). Лицензиат IntechOpen. Эта глава распространяется в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution 3. 0, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего цитирования оригинальной работы.

MV EQUALIZER — система коррекции коэффициента мощности среднего напряжения

Перейти к содержанию

MV EQUALIZER — система коррекции коэффициента мощности среднего напряжения elspec2022-08-11T06:23:25+00:00

Система коррекции коэффициента мощности при среднем напряжении с компенсацией реактивной мощности в режиме реального времени

Выравниватель среднего напряжения представляет собой систему коррекции коэффициента мощности для динамических нагрузок с чрезвычайно быстрыми изменениями потребности в реактивной мощности. Он непрерывно обеспечивает реакцию в режиме реального времени менее чем за 1 цикл для реактивной мощности, гармоник, падений напряжения, мерцания и, как результат, поддерживает стабильность сети. В системе Equalizer используется сверхмощная тиристорная технология переключения среднего напряжения, обеспечивающая плавное переключение без переходных процессов за счет подключения конденсаторов при переходе через ноль. Система управления MV Equalizer оснащена двумя или более блоками DFR с технологией PQZIP без срабатывания (запатентовано) для расширенного управления, записи и защиты I²t. Возможность выполнять компенсацию в реальном времени с высокой эффективностью (низкими потерями) делает Elspec Equalizer одним из самых эффективных решений на рынке сегодня.

Получите цитату

• Описание

• Спецификации

• Скачивание

• Описание

• Описание

• Описание

• Описание

• Описание

9003. потребность в мощности. Он постоянно обеспечивает реакцию в режиме реального времени на реактивную мощность, гармоники, падения напряжения, мерцание и, как результат, поддерживает стабильность сети. В системе Equalizer используется сверхмощная тиристорная технология переключения среднего напряжения, обеспечивающая плавное переключение без переходных процессов за счет подключения конденсаторов при переходе через ноль.
Установка системы Equalizer в одной или нескольких точках сети повысит стабильность напряжения в сетях с быстрыми нагрузками и предотвратит простои оборудования. Возможность выполнять компенсацию в реальном времени с высокой эффективностью (низкими потерями) делает Elspec Equalizer одним из самых эффективных решений на рынке сегодня. Решения Elspec MV Equalizer
разрабатываются с учетом конкретных потребностей наших клиентов. Мы предлагаем широкий спектр систем коррекции коэффициента мощности среднего напряжения до 115 МВАр. Системы могут эксплуатироваться как внутри помещений, так и снаружи.

Типичные области применения:
– Энергетика
– Водоснабжение (водяные насосы)
– Неуравновешенные быстрые нагрузки
– Дуговые печи
– Ветряные электростанции
– Дробилки древесины
– Сварочные работы
– Автомобильные дробилки 99191
– Горнодобывающие мельницы, экскаваторы и подъемники
– Портовые краны

• Технические характеристики

Производитель1987 Altute0 1000 Meter

MV Equalizer
ELSPEC
Enclosure Type	Indoor or Outdoor
System Size	1. 5MVAr – 100MVAr
Switching	Thyristor Valve
Nominal voltage	Up to 22kV
Фаза и частота	3 фазы, 50/60 Гц
Расчетная температура окружающей среды (электрическая комната)	Внутри/снаружи: 5 ~ 40 град. С
Design Relative Humidity	Max.95%
System Losses	≤0.8%
Protection Degree	IP54 mounting 20FT container or IP21 Indoor
Bus material	Copper
Thyristor Панель клапанов
Кол-во клапанов в группе	Звезда: 3 (1 на фазу), треугольник 2
Клапан постоянного тока	150 А без охлаждения, 250 А с вентилятором прямого охлаждения
Номинальная кратковременная пропускная способность и продолжительность тока клапана	4000А в течение 10 мс
Клапан Соединение/разъединение	Без переходных процессов, переключение для соединения и отключения одной или нескольких групп. Переключение при переходе тока через ноль, без ограничения количества подключений.
Время сбора данных (полная компенсация требуемого коэффициента мощности)	Полная компенсация за один цикл в течение 16,6 мс в сетях с частотой 60 Гц и 20 мс в сетях с частотой 50 Гц
PF Номинальный длительный ток	1,3 x In на группу конденсаторов
Выдерживаемое напряжение промышленной частоты (кВ)	Согласно IEC 61936-1:2021 5 Для 3,6 кВ (Um) (Um) – 20 кВ Для 12 кВ (Um) – 28 кВ Для 17,5 кВ (Um) – 38 кВ Для 24 кВ (Um) – 50 кВ
1,2/50 мкс.импульс С выдерживаемым напряжением (кВ) 919 61936-1:2021 Для 3,6 кВ (Um) – 40 кВ Для 7,2 кВ (Um) – 60 кВ для 12 кВ (UM) — 95 кВ для 17,5 кВ (UM) — 95 кВ для 24 кВ (UM) — 125 кВ
капиталисты
карачины. Hour Per Day 1.2 U 5 Minutes / 200 Times 1. 3 U 1 Minute / 200 Times
Capacitors peak Current	100In
Reactors
Reactors core type	DRY TYPE
Reactors Winding	Enmmeled copper wire
Reactors Terminals	Copper bar
Reactors Core	Silicon steel
Reactors Isolation class	class H, 180C°
Detuned factor	7% / 14%
Линейность	1,8 In
Шум	˂65db
Resonance frequency with capacitor bank (Hz)	50Hz – 189Hz, 60Hz – 227Hz
Protection features and indication
Unit protection	DIGITAL RELAY with VCB / P.F
Индикация включения/выключения конденсатора	На ЖК-дисплее контроллера
Блокировка отключения при случайном открытии помещения конденсатора	Интегральная
Стандарты	IEC 62271-1, IEC 62271-200, IEC 60871-1-2014, IEC/EN60076-6, EN61558-2-20, IEC 61936-1:2021, IEC60044-1, GB20810. 1-2000.1-2020 , GB20840.2-2014 Безопасность: ENA61010-1, ENA60439-1, UL-508 Электромагнитная совместимость: EN50081-2, EN50082-2, EN51000-4-2/3/4/5, ENV50204, ENV50141
Панель управления LV
Контроллер эквалайзера (G3)
Время отклика	Полная компенсация в реальном времени со временем сбора данных od 1 цикл максимум
ELSPEC Digital Bauk Recorder no ‘1
Общие	Один год с помощью цикла Contineus Waveform Запись всех трех фаз (магистрали, нагрузки, и константы. Спецификация многофункциональной записи
Scada	См. спецификацию программного обеспечения для управления
Цифровой регистратор неисправностей Elspec № 2
Общий	Годовой цикл за циклом записи всех трех фаз в каждой группе. I²t equivalent protection for each thyristor vlave (two phases on each group)
Standards	Refer to Multi Functional recording specification
Scada	Refer to Management software specification

• Downloads

Узнать цену

Сварные машины

• Улучшение качества сварки и снижение лома/переработка
• Увеличение производственного выхода
• Уменьшите напряжение.

  Литье пластмасс под давлением
  

  • Снижение затрат на очистку, потери сырья и производственных потерь
  • Повышение стабильности и качества продукта
  • Избегайте пластикового охлаждения внутри машины
  • Стабилизация напряжения и уровня тока цикл-X-цикл

  Порные краны
  

  • Стабилизирующие колебания. Снижение потерь в системе
  • Экономия энергии

  Насосы водоснабжения

  • Компенсация запуска двигателя
  • Параллельное подключение нескольких двигателей
  • Высоконадежная система — высокая наработка на отказ и отсутствие обслуживания
  • Увеличение ожидаемого срока службы чувствительного оборудования
  Ссылка для загрузки страницы Перейти к началу 12

  Anchor & Docking Autopilot . 5 Electronics Engine Parts Fish Finder Fishing & Sailing GPS & Chartplotter Instrument Lighting Marine Radar Navigation Tool Outdoor Gears Plumbing & Pump Safety Steering & Control Trolling Motor Factory Refurbished Specials Rebate of Месяц Новые продукты Корзина Как сделать заказ Свяжитесь с нами Отзывы Часто задаваемые вопросы и возврат Политика конфиденциальности Информация о компании Site Map Send me more info Product Tutorials Manufacturer Links Link to Us Government Order Sign Up for Newsletter

  Home > Electrical Supply > Marine Battery Charger > DC/DC Battery Charger > BCD601 Эквалайзер батареи Зарядное устройство постоянного тока НСН# БКД601 ПРЕИМУЩЕСТВА Ультра-тихий Чувствительная к мощности электроника без помех Прочный и надежный Обеспечьте многолетнюю безопасную и бесперебойную работу Загрузить спецификацию BCD601 Скачать руководство BCD601 BCD601?24?12 — это аккумуляторный эквалайзер, который позволяет безопасно подавать 12 вольт. нарисован блок аккумуляторов 24В. Устройство подключается через аккумуляторную батарею 24 В, и его выход подключен к средней точке 12 В аккумуляторной батареи. 12 вольт теперь нагрузки могут быть подключены к нижней батарее, а обеспечение средней нагрузки меньше, чем выходная мощность эквалайзера батареи, обе батареи будут поддерживать правильное напряжение. BCD601–24–12 имеет емкость 50 ампер Блоки могут быть подключены параллельно для еще большей производительности. Принцип работы этих устройств заключается в том, что выход устанавливается точно на ? принадлежащий входное напряжение. Затем по мере приложения нагрузки к нижней батарее блок принимает ток от верхней батареи и подает его на нижнюю батарею, чтобы держать каждую на в яблочко ? от общего напряжения. Устройства совместимы со всеми батареями 24 В. зарядные устройства и генераторы. Доступные опции включают дистанционное управление и/или широкий температурный диапазон. Мы уверены, что эта батарея прослужит вам долгие годы безотказной работы. Эквалайзер. Поддерживает напряжение на обеих батареях 12 В в банке 24 В и разрешает Нагрузка 12 В должна быть приложена к нижней батарее. Звуковые и визуальные индикаторы перегрузки, низкого входного напряжения, низкого выходного сигнала напряжение и перегрев Сверхтихая работа с низким уровнем электромагнитных помех Защита от обратного входа Ограничение тока Защита от короткого замыкания Выходной предохранитель перенапряжения Отключение из-за перегрева Можно оставить постоянно подключенным Реле отказа выхода с сухим контактом Опция дистанционного управления Искробезопасное соединение Работа в широком диапазоне температур Доступно Доступно конформное покрытие и/или защита от агрессивных сред 3 года гарантии на детали и работу   Морской Тяжелое оборудование Автоперевозки РВ Военный Выравнивание любой аккумуляторной системы 24 В Электрика [Ввод] Номер модели BCD601-24-12 Входное напряжение (постоянный ток) 20-30 Входной ток (макс. ) 30 Входной предохранитель (AGC) 25 А x 2 Шум на входе 21,0 В Аварийный сигнал низкого входного напряжения 21,0 В Электрика [Выход] Номинальный выход (рабочий) 12 Выходное напряжение (пост. ток) Входное напряжение / 2 ? 0,05 В Зарядный ток (А) 50 Выходной лом 16,0 ? 0,5 В Выходной предохранитель (AGC) 30 А x 2 Выходные пульсации и шум < 10 мВ Блоки батарей 1 Ступени 2 Регламент (линия и нагрузка) < +/- 0,5% Рабочий цикл Непрерывно 100% в течение 24 часов в сутки Эффективность > 85% при максимальном выходе Условия окружающей среды Рабочая темп. Диапазон -25? до +40 °C при максимальной мощности Линейное снижение номинальных характеристик на 2,5% на °C от 40 °C (дополнительно доступен сверхширокий температурный диапазон -40 °C) Влажность 0–95 % относительной влажности (без конденсации) с дополнительным защитным покрытием Звуковой шум НЕТ — ?db @ 3 фута Стандартный срок службы >10 лет (87 600 часов) Изоляция Любой вход или выход на корпус 500 В постоянного тока Вход на выход? Общий отрицательный) Механические характеристики Длина 9,1 дюйма / 23,1 см Ширина 7,8 дюйма / 19,8 см Высота 4,3 дюйма / 10,8 см Зазор 1 дюйм (2,5 см) со всех сторон Материал Алюминий морского класса Отделка Черное анодированное/порошковое эпоксидное покрытие Крепления Все из нержавеющей стали 18-8 Вес 6,0 фунтов / 2,7 кг Соединения Четырехконтактные выходные клеммы Гарантия 3 года Безопасность Разработано в соответствии с CSA 22. 2.107.1 и UL458 **Цена может быть изменена в любое время без предварительного уведомления. Мы не несет ответственности за опечатки. Любые продукты могут быть снят с продажи в любое время. ** Все товары, продаваемые здесь, абсолютно новые, если не указано иное. В противном случае предоставляется полная гарантия производителя . ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Этот продукт может подвергать вас воздействию химических веществ, включая ди-н-гексилфталат (DnHP) который, как известно штату Калифорния, наносит репродуктивный вред, и Винилхлорид, который, как известно в штате Калифорния, вызывает рак. За более подробную информацию можно найти на P65Warnings.ca.gov. _____________________________________________________________________________ Твитнуть @wmjmarine __________________________________________________________________________________________ Пожалуйста, свяжитесь с нами по электронной почте ask@wmjmarine. com или позвоните нам по телефону __________________________________________________________________________________________   Рейтинг клиентов Самые популярные Мы предлагаем онлайн-отслеживание доставки 256-битное шифрование Корзина для покупок Вся личная информация отправлено зашифровано и на 100% безопасно __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ Рекомендуемый сайт: WMJ Marine на Facebook   | WMJ морской в Ссылка  | WMJ морской в Твиттер | Магазин морской электроники Спасибо, что посетили WMJ Marine для вашего Лодочное оборудование и Морская электроника

  Главная | Якорь и стыковка | Автопилот | Аксессуары для лодок | каюта/камбуз/палуба | Связь | Электроснабжение | Электроника | Детали двигателя | Искатель рыбы | Рыбалка и парусный спорт | GPS и картплоттер | Инструмент | Освещение | Морской радар | Инструмент навигации | Наружные шестерни | Сантехника и насос | Безопасность | Рулевое управление и контроль | Троллинговый мотор | Восстановленный завод | Специальные предложения | Скидка месяца | Новые продукты
  Политика нашей компании | Политика конфиденциальности | Корзина для покупок
  

  Специалист по морским поставкам, США — WMJ Marine Corporation Права на копирование: WMJ Marine Corporation 2004-2022

  8 A 900

  Выравнивание свинцово-кислотных аккумуляторов — это процесс, предназначенный для десульфатации пластин аккумулятора путем контролируемого перезаряда. Пластины аккумулятора имеют тенденцию со временем покрываться сульфатом, что препятствует химическому взаимодействию между электролитом и пластиной. При выравнивании батареи в этом контролируемом перезаряде внешний слой пластины, включая сульфатное покрытие, сдувается, тем самым восстанавливая батарею и позволяя всей площади поверхности пластин взаимодействовать с электролитом. Это также вызывает пузырение электролита, а в батареях с жидким электролитом это смешивает кислоту и равномерно распределяет ее по всему элементу.

   

  Рекомендации по частоте проведения выравнивания варьируются от ежемесячного до одного или двух раз в год. Некоторые производители рекомендуют проводить ее только при необходимости (Trojan) или раз в полгода или по мере необходимости (Rolls). По моему личному опыту, выравнивание заряда батарей — довольно утомительный, неприятный и вонючий процесс, поэтому одного или двух раз в год более чем достаточно. Я особенно рекомендую его для лодок, которые редко подходят к пристани. Такие суда реже полностью заряжают свои аккумуляторы и, по-видимому, чаще сообщают об изношенных аккумуляторах, чем лодки, которые полностью заряжаются на регулярной основе.

   

  Балансировка аккумуляторов — это инструмент, который можно использовать для восстановления изношенных аккумуляторов или предотвращения их износа. Как инструмент это палка о двух концах, конечно, удаление внешнего слоя пластин уменьшает их размер и объем и, следовательно, их долговечность. Удаленный материал упадет на дно и может привести к короткому замыканию пластин. Я считаю, что лучший способ решить, следует ли проводить выравнивание и как часто, — это ознакомиться с информацией от соответствующего производителя аккумуляторов. Даже среди производителей аккумуляторов вы найдете разные мнения о том, как следует проводить выравнивание.

  Если вы читаете эту статью, возможно, у вас проблемы с аккумулятором. Один из лучших способов избежать неприятностей в будущем — установить счетчик ампер-часов, который даст вам лучшее представление о том, как работают ваши батареи. Прокрутите до конца этой статьи для получения дополнительной информации.

  Выравнивание аккумуляторов с жидкостными элементами

  1. Для начала аккумуляторы должны быть полностью заряжены.

   

  2. Отключите все нагрузки. Вы собираетесь позволить напряжению батареи подняться выше, чем обычно; до 15 или 16 вольт для 12-вольтовой аккумуляторной батареи. Вы не хотите повредить чувствительное электронное оборудование, которое может быть подключено.

   

  3. Снимите все гидрозаглушки, установленные на элементах

   

  4. Подсоедините зарядное устройство и установите его на выравнивающее напряжение. (Для мокрых аккумуляторов Trojan рекомендуемое выравнивающее напряжение 15,5 вольт для 12 вольтовой батареи, для Rolls эквивалентное напряжение 15,5 — 16 вольт)

   

  Не допускайте, чтобы температура батареи поднималась выше 115 градусов по Фаренгейту и никогда не превышала 125 градусов. Мера от центральной ячейки.

   

  7. Измеряйте удельный вес с часовыми интервалами

   

  8. Выравнивание считается завершенным, когда удельный вес больше не повышается.

   

  Для батарей Rolls конец инструкций был более конкретным

   

  9. При сильном сульфатировании повышение удельного веса может занять много часов.

      

  10. Как только удельный вес начнет расти, напряжение батареи, скорее всего, упадет или увеличится зарядный ток. Зарядный ток может потребоваться уменьшить, если температура приближается к 125ºF (46ºC). Если контроллер заряда был сдан, теперь его следует использовать или вернуть в очередь.

      

  11. Продолжайте измерять удельный вес, пока не будет достигнуто значение 1,265.

      

  12. Заряжайте еще 3 часа. Добавьте воду, чтобы электролит оставался над пластинами.

      

  13. Дайте банке остыть, проверьте и запишите удельный вес каждой ячейки. Плотность должна быть 1,265 ± 0,005 или ниже. Проверьте уровень электролита в ячейке и при необходимости добавьте воды.

  Выравнивание AGM и других герметичных аккумуляторов

  Выравнивание AGM и других герметичных аккумуляторов немного сложнее. Пузырящийся электролит приводит к некоторым потерям; пары электролита выходят из вентиляционных крышек. Однако поскольку восполнить утраченный электролит невозможно, очевидно, что требуется другая стратегия. Я не смог найти ни одного производителя, который рекомендовал бы уравнительные гелевые батареи. Эти аккумуляторы очень чувствительны к перезарядке, и выравнивание для них не сработает. Однако, хотя я нашел производителя, который определенно не рекомендовал выравнивать свои батареи AGM (Trojan), я нашел по крайней мере одного производителя (Lifeline), который рекомендовал выравнивать свои батареи AGM.

   

  Lifeline использует термин «кондиционирование». Они говорят, что это следует делать только тогда, когда батарея показывает потерю производительности из-за того, что она провела длительное время в частичном или низком состоянии заряда, или когда зарядка не часто превышает 90 % (круизеры, которые никогда не причаливают, пожалуйста, обратите внимание!) 

   

  Инструкции Lifeline AGM:

  Чтобы применить кондиционирующий заряд, сначала выполните обычный цикл зарядки, чтобы полностью зарядить аккумулятор. Затем следует применить кондиционирующую зарядку путем зарядки в течение 8 часов. При 77°F (25°C) напряжение кондиционирования должно быть установлено на уровне 2,58 В на постоянный ток (15,5 В для 12-вольтовой батареи). Напряжение кондиционирования при других температурах показано в таблице 5-2. Используя напряжение кондиционирования с температурной компенсацией, батареи, которые не находятся в среде с контролируемой температурой, можно кондиционировать, не доводя их до комнатной температуры. Если температурная компенсация недоступна, лучше всего довести аккумулятор до комнатной температуры, прежде чем применять кондиционирующий заряд.

   

  Выравнивание батарей Trojan с жидкостными элементами  

  Выравнивание батарей Rolls Surette  

  Рекомендации по выравниванию аккумуляторов Lifeline AGM (см. стр. 20 для подготовки и выравнивания) обвинение. Одной из таких моделей являются зарядные устройства Blue Sea Systems Pacific Series. Регулятор генератора переменного тока Balmar MC614-H также может обеспечивать уравнительный заряд

   

  Дополнительную информацию о батареях можно найти на очень полезном веб-сайте www.