一種蓄電池放電儀及其放電電流調(diào)控方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種蓄電池放電儀，包括放電單元和設(shè)定電流單元，所述放電單元與所述設(shè)定電流單元間設(shè)置自動(dòng)調(diào)節(jié)單元。通過(guò)在放電單元與設(shè)定電流單元間設(shè)置自動(dòng)調(diào)節(jié)單元，通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)單元采集放電單元中的放電電流，與設(shè)定電流單元的電流進(jìn)行比較，從而對(duì)放電單元即時(shí)調(diào)節(jié)電流，實(shí)現(xiàn)對(duì)放電單元中放電電流的調(diào)控，從而使放電電流穩(wěn)定、精確，提高蓄電池蓄能測(cè)試的準(zhǔn)確性和精確度，自動(dòng)調(diào)節(jié)、簡(jiǎn)單方便，極大地降低了作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種蓄電池放電儀及其放電電流調(diào)控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種蓄電池容量的測(cè)試工具，尤其涉及一種蓄電池放電儀及該放電儀的放電電流調(diào)控方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，發(fā)電廠和變電站一般都采用的蓄電池存儲(chǔ)電能的直流操作電源，可以看成與發(fā)電廠和變電站一次系統(tǒng)無(wú)關(guān)的獨(dú)立電源，可使操作和保護(hù)用的電源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，在發(fā)電廠和變電站出現(xiàn)故障甚至交流電源完全消失的情況下，蓄電池直流系統(tǒng)仍能可靠工作，有效的保證直流系統(tǒng)的供電可靠性。此外，由于蓄電池電壓平穩(wěn)，容量較大，因此可以提供斷路器合閘時(shí)較大的沖擊電流，并可以作為事故保安負(fù)荷的備用電源。
[0003]蓄電池容量Q測(cè)試是利用蓄電池10小時(shí)放電率Iltlfd與放電時(shí)間小時(shí)數(shù)tfd的乘積。220kV變電站和部分IlOkV變電站采用兩組蓄電池，在蓄電池定檢時(shí)，要先把兩組直流系統(tǒng)并聯(lián)，然后把其中一組蓄電池脫離直流系統(tǒng)，采用10小時(shí)放電率Iltl放電，在設(shè)定電流時(shí)，由于儀器不夠精確，往往要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)適當(dāng)加大一點(diǎn)或者減少一點(diǎn)，不好把握，需要多次重復(fù)開(kāi)關(guān)機(jī)進(jìn)行調(diào)試，在幾次開(kāi)關(guān)機(jī)過(guò)程中，蓄電池或多或少進(jìn)行了放電，而且隨著放電的進(jìn)行，蓄電池的電壓一直在下降，其放電電流也在變化，再用放電電流Iltlfd乘以放電時(shí)間tfd計(jì)算放電容量就不夠準(zhǔn)確，造成較大的誤差，甚至誤判。
[0004]對(duì)于不能脫離直流系統(tǒng)的蓄電池，在放電前必須先測(cè)量負(fù)荷電流，用蓄電池的10小時(shí)放電率Iltlfd減去負(fù)荷電流計(jì)算放電電流，然后進(jìn)行衡流放電。負(fù)荷電流往往有一定的波動(dòng)，不夠穩(wěn)定，放電儀設(shè)定后的放電電流是恒定不變的。由于負(fù)荷電流的波動(dòng)，這樣就造成蓄電池多放電或少放電，造成測(cè)量誤差加大，有時(shí)合格的電池也會(huì)誤判為不合格電池。
[0005]另外，現(xiàn)在市場(chǎng)上的放電儀的發(fā)熱元件為陶瓷電阻，隨著設(shè)備的運(yùn)行，內(nèi)部發(fā)熱元件不斷地氧化，性能下降，在放電過(guò)程中，隨著溫度升高放電電流也在不斷變化，需要多次設(shè)定來(lái)調(diào)試，造成測(cè)量不準(zhǔn)確和增大勞動(dòng)強(qiáng)度等。
[0006]以上種種原因，均導(dǎo)致蓄電池容易測(cè)試的誤差較大，嚴(yán)重影響到測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和對(duì)蓄電池性能的判斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種帶自動(dòng)調(diào)節(jié)的蓄電池放電儀，根據(jù)放電電流大小進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，減少測(cè)量誤差，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
[0008]本發(fā)明的另一個(gè)目的是上述蓄電池放電儀的放電電流自動(dòng)調(diào)控方法。
[0009]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是:一種蓄電池放電儀，包括放電單元和設(shè)定電流單元，所述放電單元與所述設(shè)定電流單元間設(shè)置自動(dòng)調(diào)節(jié)單元，所述放電單元包括多個(gè)并聯(lián)的子放電單元，所述子放電單元由多個(gè)三極管串聯(lián)組成，且每一個(gè)三極管的基極串接一個(gè)電阻。
[0010]所述子放電單元設(shè)有前置放大模塊，所述前置放大模塊基極串接有可調(diào)電阻。[0011]所述自動(dòng)調(diào)節(jié)單元包括依次連接的分流電阻、回路電阻和運(yùn)算放大模塊。
[0012]所述設(shè)定電流單元包括依次連接的集成電路、電容器和電阻。
[0013]所述放電單元設(shè)置有自動(dòng)散熱機(jī)構(gòu)。
[0014]所述散熱機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述放電單元的溫度感應(yīng)器和散熱器，所述溫度感應(yīng)器和散熱器分別與所述控制器連接。
[0015]優(yōu)先地，每一個(gè)子放電單元設(shè)置有I個(gè)溫度感應(yīng)器和I個(gè)散熱器，所有溫度感應(yīng)器和散熱器均與同一個(gè)控制器連接。
[0016]一種上述蓄電池放電儀的放電電流自動(dòng)調(diào)控方法，包括以下步驟:
a)預(yù)先通過(guò)設(shè)定電流單元設(shè)定放電電流，得到設(shè)定放電電流；
b)放電檢測(cè)時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)單元通過(guò)分流器獲取蓄電池的實(shí)際放電電流；
c)自動(dòng)調(diào)節(jié)單元的運(yùn)算放大模塊對(duì)比實(shí)際放電電流與設(shè)定放電電流的大小:檢測(cè)到的實(shí)際放電電流與設(shè)定放電電流大小相同，所述運(yùn)算放大模塊則不輸出，當(dāng)檢測(cè)到的實(shí)際放電電流大于或小于設(shè)定放電電流時(shí)，所述運(yùn)算放大模塊輸出減小或增大電流的調(diào)節(jié)電流信號(hào)到前置放大模塊；
d)所述前置放大模塊接收到運(yùn)算放大模塊輸出的調(diào)節(jié)電流信號(hào)后，按一定比例放大后，輸出到三極管的基極；
e)三極管的基極接收到前置放大模塊輸送的調(diào)節(jié)電流信號(hào)，然后按設(shè)置的比例進(jìn)一步放大調(diào)控，多個(gè)三極管對(duì)調(diào)節(jié)電流信號(hào)進(jìn)行逐級(jí)調(diào)控，從而達(dá)到控制減小實(shí)際放電電流和增大實(shí)際放電電流的目的，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際放電電流的精確控制。
[0017]本發(fā)明的放電儀在測(cè)試蓄電池容量時(shí)，第一步需要先設(shè)定放電電流，然后才能放電。如型號(hào)FM500AH的閥控鉛酸電池，需要設(shè)定的放電電流為50A，因此放電儀設(shè)定電流單元也設(shè)定為50A，來(lái)實(shí)現(xiàn)50A電流大小的放電。本發(fā)明放電儀的自動(dòng)控制原理為:蓄電池放電時(shí)，放電電流從蓄電池組正極流出，平均通過(guò)每個(gè)子放電單元到分流器正極，然后從分流器回到蓄電池組負(fù)極。自動(dòng)調(diào)節(jié)單元通過(guò)分流器正極采集放電回路中的放電電流信號(hào)，并通過(guò)回路電阻到達(dá)運(yùn)算放大模塊負(fù)極，形成負(fù)反饋，與設(shè)定電流單元的設(shè)定電流信號(hào)相比較，經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大模塊處理后，形成調(diào)節(jié)電流信號(hào)輸出到每個(gè)子放電單元的前置放大模塊，前置放大模塊通過(guò)對(duì)調(diào)節(jié)電流信號(hào)進(jìn)行放大，實(shí)現(xiàn)小電流控制大電流的目的，從而對(duì)每個(gè)子放電單元進(jìn)行自動(dòng)放大、調(diào)控，使放電電流穩(wěn)定，避免誤差，提高測(cè)量精確度。
[0018]本申請(qǐng)的蓄電池放電儀根據(jù)蓄電池放電測(cè)試需要較大的電流，可采用GTR大功率三極管，同時(shí)，采用幾個(gè)甚至幾十個(gè)由GTR三極管串聯(lián)的子放電單元并聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)較大電流放電，使主放電電路和控制電路都大為簡(jiǎn)化，低電壓的GTR價(jià)格低廉，有助于降低成本；通過(guò)在放電單元與設(shè)定電流單元間設(shè)置自動(dòng)調(diào)節(jié)單元，通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)單元采集放電單元中的實(shí)際放電電流，與設(shè)定電流單元的設(shè)定放電電流進(jìn)行比較，從而對(duì)放電單元即時(shí)發(fā)出調(diào)節(jié)電流信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)放電單元中實(shí)際放電電流的調(diào)控，從而使放電電流穩(wěn)定、精確，提高蓄電池蓄能測(cè)試的準(zhǔn)確性和精確度，自動(dòng)調(diào)節(jié)、簡(jiǎn)單方便，極大地降低了作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)，本申請(qǐng)解決多個(gè)子放電單元并聯(lián)的均流問(wèn)題是關(guān)鍵技術(shù)之一，由于放電過(guò)程中的三極管并不運(yùn)行于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，而是運(yùn)行于線性放大狀態(tài)， 申請(qǐng)人:通過(guò)在每一個(gè)子放電單元的各個(gè)三極管的基極串聯(lián)相對(duì)三級(jí)管極間阻值較大的電阻，使三極管的極間阻值可以忽略不計(jì)，從而使每個(gè)子放電單元的每個(gè)三極管性能趨于相同，避免同一型號(hào)三極管間存在的誤差造成電流調(diào)節(jié)的誤差偏大，從而不僅實(shí)現(xiàn)各三極管間均衡一致，而且使各個(gè)子放電單元間性能趨于相同，從而有效實(shí)現(xiàn)各個(gè)子放電單元間的平衡均流；更進(jìn)一步地， 申請(qǐng)人:在各個(gè)子放電單元上設(shè)置前置放大模塊，同時(shí)在前置放大模塊上串接可調(diào)電阻，一方面，不僅有效提高了放電功率，另一方面，有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)子放電單元進(jìn)行均衡控制調(diào)節(jié)，在各個(gè)三極管性能趨同實(shí)現(xiàn)各子放電單元均衡分流的基礎(chǔ)上，再進(jìn)一步地實(shí)現(xiàn)對(duì)各子放電單元間的均衡分流的調(diào)節(jié)控制，相互協(xié)同，使每個(gè)子放電單元的放電性能相同，極大地提高了放電單元放電電流的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)度。同時(shí)， 申請(qǐng)人:在放電單元設(shè)置溫度感應(yīng)器和散熱機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)放電單元的自動(dòng)降溫，從而保障各三極管性能的穩(wěn)定，進(jìn)一步地，通過(guò)在各子放電單元設(shè)置溫度感應(yīng)器和散熱器，并通過(guò)一個(gè)控制器統(tǒng)一控制，一方面有效地提高了散熱效率，另一方面各放電單元單獨(dú)散熱，互不影響，有的子放電單元溫度沒(méi)有達(dá)到設(shè)定散熱溫度，可不必散熱，避免不必要的散熱，使各子放電單元都保持在一個(gè)相對(duì)恒定的溫度。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明:
圖1是本發(fā)明的電路原理結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]如圖1所示:
實(shí)施例一
一種蓄電池放電儀，包括放電單元4和與所述放電單元4連接的設(shè)定電流單元2，所述設(shè)定電流單元2與所述放電單元4間設(shè)置有自動(dòng)調(diào)節(jié)單元3。所述放電單元4包括8個(gè)并聯(lián)的子放電單元1，每個(gè)子放電單元I包括8個(gè)串聯(lián)的GTR三極管，每個(gè)GTR三極管的基極均串聯(lián)有電阻Rb，通過(guò)采用電阻Rb來(lái)提高發(fā)電極電流均衡程度；每個(gè)子放電單元I均設(shè)有前置放大模塊和與所述前置放大模塊串接的電阻Rd，所述前置放大模塊可以采用最簡(jiǎn)單的放大管，也可以采用常規(guī)前置放大電路，通過(guò)選配子放電單元與前置放大管、或子放電單元與前置放大電路的放大系數(shù)，使各個(gè)子放電單元的總電流大小趨于一致，從而有利于各個(gè)子放電單元間實(shí)現(xiàn)均流，均流一致性更容易控制。所述自動(dòng)調(diào)節(jié)單元3包括依次連接的分流電阻SH、回路電阻Re和運(yùn)算放大模塊。所述分流電阻SH設(shè)置在所述放電單元4與被測(cè)蓄電池間，所述運(yùn)算放大模塊與每個(gè)串聯(lián)在所述前置放大模塊上的電阻Rd連接。所述設(shè)定電流單元2包括依次連接的集成電路、電容器和電阻，并通過(guò)電阻R1與所述運(yùn)算放大模塊連接。所述放電單元4設(shè)置有溫度感應(yīng)器和與所述溫度感應(yīng)器連接的散熱器。
[0021]本實(shí)施例共采用64個(gè)GTR三極管，通過(guò)在每個(gè)三極管的基極串聯(lián)電阻Rb電阻Rb阻值遠(yuǎn)大于三極管的極間阻值，從而使三極管的極間阻值忽略不計(jì)，性能趨于一一致，同時(shí)，均分為8個(gè)子放電單元1，并在每個(gè)子放電單元I前設(shè)有前置放大模塊和電阻Rd，使各個(gè)子放電單元的總電流大小趨于一致，從而有利于各個(gè)單元間實(shí)現(xiàn)均流，使均流一致性更容易控制。
[0022]實(shí)施例二
本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別之處在于:所述8個(gè)并聯(lián)的子放電單元I分別封裝I個(gè)溫度感應(yīng)器和I個(gè)散熱器，并通過(guò)同一個(gè)控制器進(jìn)行控制?？捎行岣呱嵝剩苊獠槐匾纳?，使各子放電單元都保持在一個(gè)相對(duì)恒定的溫度，保障各子放電單元的性能穩(wěn)定，減少電流偏差。
[0023] 實(shí)施例四
一種上述實(shí)施例中蓄電池放電儀的放電電流自動(dòng)調(diào)控方法，包括以下步驟:
a)預(yù)先通過(guò)設(shè)定電流單元2設(shè)定放電電流，得到設(shè)定放電電流仁；
b)放電檢測(cè)時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)單元3通過(guò)分流器SH獲取蓄電池的實(shí)際放電電流Ifd；
c)自動(dòng)調(diào)節(jié)單元3的運(yùn)算放大模塊對(duì)比實(shí)際放電電流Ifd與設(shè)定放電電流仁的大小: 當(dāng)Ifd=L時(shí)，所述運(yùn)算放大模塊則不輸出；
當(dāng)Ifd>L時(shí)，所述運(yùn)算放大模塊輸出減小電流的調(diào)節(jié)電流信號(hào)到前置放大模塊；
當(dāng)Ifd〈L時(shí)，所述運(yùn)算放大模塊輸出增大電流的調(diào)節(jié)電流信號(hào)到前置放大模塊；
d)所述前置放大模塊接收到運(yùn)算放大模塊輸出的調(diào)節(jié)電流信號(hào)后，按一定比例放大調(diào)節(jié)后，輸出到三極管的基極；
三極管的基極接收到前置放大模塊輸送的調(diào)節(jié)電流信號(hào)，然后按設(shè)定比例進(jìn)一步放大調(diào)控，多個(gè)三極管對(duì)調(diào)節(jié)電流信號(hào)進(jìn)行逐級(jí)調(diào)控，從而達(dá)到控制減小實(shí)際放電電流和增大實(shí)際放電電流的目的，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際放電電流的精確控制。
【權(quán)利要求】
1.一種蓄電池放電儀，其特征在于:它包括放電單元和設(shè)定電流單元，所述放電單元與所述設(shè)定電流單元間設(shè)置自動(dòng)調(diào)節(jié)單元，所述放電單元包括多個(gè)并聯(lián)的子放電單元，所述子放電單元由多個(gè)三極管串聯(lián)組成，且每一個(gè)三極管的基極串接一個(gè)電阻。
2.如權(quán)利要求1所述的蓄電池放電儀，其特征在于:所述子放電單元設(shè)有前置放大模塊，所述前置放大模塊基極串接有可調(diào)電阻。
3.如權(quán)利要求1或2所述的蓄電池放電儀,其特征在于:所述自動(dòng)調(diào)節(jié)單元包括依次連接的分流電阻、回路電阻和運(yùn)算放大模塊。
4.如權(quán)利要求3所述的蓄電池放電儀，其特征在于:所述設(shè)定電流單元包括依次連接的集成電路、電容器和電阻。
5.如權(quán)利要求1或2所述的蓄電池放電儀，其特征在于:所述放電單元設(shè)置有自動(dòng)散熱機(jī)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求5所述的蓄電池放電儀，其特征在于:所述自動(dòng)散熱機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述放電單元的溫度感應(yīng)器和散熱器，所述溫度感應(yīng)器和散熱器分別與所述控制器連接。
7.如權(quán)利要求1或2所述的蓄電池放電儀，其特征在于:每一個(gè)子放電單元設(shè)置有I個(gè)溫度感應(yīng)器和I個(gè)散熱器，所有溫度感應(yīng)器和散熱器均與同一個(gè)控制器連接。
8.—種上述蓄電池放電儀的放電電流自動(dòng)調(diào)控方法，其特征在于:包括以下步驟: a)預(yù)先通過(guò)設(shè)定電流單元設(shè)定放電電流，得到設(shè)定放電電流； b)放電檢測(cè)時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)單元通過(guò)分流器獲取蓄電池的實(shí)際放電電流； c)自動(dòng)調(diào)節(jié)單元的運(yùn)算放大模塊對(duì)比實(shí)際放電電流與設(shè)定放電電流的大小:檢測(cè)到的實(shí)際放電電流與設(shè)定放電電流大小相同，所述運(yùn)算放大模塊則不輸出，當(dāng)檢測(cè)到的實(shí)際放電電流大于或小于設(shè)定放電電流時(shí)，所述運(yùn)算放大模塊輸出減小或增大電流的調(diào)節(jié)電流信號(hào)到前置放大模塊； d)所述前置放大模塊接收到運(yùn)算放大模塊輸出的調(diào)節(jié)電流信號(hào)后，按一定比例放大后，輸出到三極管的基極； e)三極管的基極接收到前置放大模塊輸送的調(diào)節(jié)電流信號(hào)，然后按設(shè)置的比例進(jìn)一步放大調(diào)控，多個(gè)三極管對(duì)調(diào)節(jié)電流信號(hào)進(jìn)行逐級(jí)調(diào)控，從而達(dá)到控制減小實(shí)際放電電流和增大實(shí)際放電電流的目的，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際放電電流的精確控制。
【文檔編號(hào)】G01R1/00GK104007394SQ201410221621
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】姚力, 韓源, 陶鳳源, 任永杰, 陳士平, 應(yīng)會(huì)軍, 李曉芳, 趙永浩, 李亮 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)河南省電力公司漯河供電公司