Для восстановления
работоспособности аккумуляторов (многократно
заряжаемых гальванических
элементов, основанных на обратимом
преобразовании электрической
энергии в химическую и наоборот)
используют специальные зарядные
устройства, позволяющие «закачать»
в разряженный аккумулятор
очередную юрцию энергии. В отличие
от аккумуляторов гальванические
элементы и батареи одноразового
использования изначально не предполагалось
подзаряжать (иначе они и
именовались бы по иному). Однако в
процессе эксплуатации некоторых
гальванических эле-1ентов и батарей
выявилась возможность частичного
восстановления их свойств путем
зарядки.
Для зарядки аккумуляторов
используют несколько методов,
основным из которых следует считать
зарядку постоянным оком. Зачастую
расчетное время полной зарядки
составляет О час. Помимо
классического, используют метод
зарядки по Вудбриджу (правилу ампер-часов),
зарядки пульсирующим и/или
симметричным током, зарядки при
постоянном напряжении,
генирирующей попеременной зарядки-разрядки
с регулируемым х соотношением и
преобладанием зарядной компоненты,
экспресс-заряд, заряд ступенчатым
током, «плавающий» заряд,
эмпенсационный подзаряд и т.д.
Неплохие результаты дает зарядка
аккумулятора током, изменяющимся в
соответствии с так называемым «законом
ампер-часов» Вудбриджа [13.1]. В начале
зарядки ток максимален, а затем
уменьшается по закону, описываемому
экспоненциальной кривой. При
зарядке в соответствии с «законом
ампер-часов» начальный ток может
достигать 80% от емкости
аккумулятора, в результате чего
время зарядки значительно
сокращается.
Каждый из перечисленных способов
имеет как преимущества, так и
недостатки. Самым распространенным
и надежным является зарядка
постоянным током [13.2]. Появление
микросхем стабилизаторов
напряжения, позволяющих работать в
режиме стабилизации тока, делает
применение этого способа еще более
привлекательным. Кроме того, только
зарядка постоянным током
обеспечивает наилучшее
восстановление емкости
аккумулятора в случае, когда
процесс разбивают, как правило, на
две ступени: заряжают номинальным
током и вдвое меньшим.
Например, номинальное напряжение
батареи из четырех аккумуляторов Д-0,25
емкостью 250 мА-ч — 4,8...5 6. Номинальный
зарядный ток обычно выбирают равным
0,1 от емкости, т.е. 25 мА. Заряжают
таким током до тех пор, пока
напряжение на аккумуляторной
батарее не достигнет 5,7...5,8 6 при
подключенных клеммах зарядного
устройства, а затем в течение двух-трех
часов продолжают заряжать током
около 12 /и/А.
Возможность увеличения срока
службы сухих гальванических
элементов (метод регенерации) была
заложена патентом Эрнста Веера в 1954
г. (Патент США) [13.3]. Регенерацию
осуществляют пропусканием через
гальванический элемент или их
группу асимметричного переменного
тока с соотношением полупериодов
1:10. По данным разных авторов средний
срок службы гальванических
элементов может быть увеличен таким
образом от 4 до 20 раз.
Согласно практическим
рекомендациям фирмы «Варта» (ФРГ)
[13.3]:
- регенерации
поддаются элементы, напряжение
которых ниже номинала не более
чем на 10%;
- напряжение
для регенерации элемента не
должно превышать более чем на 10%
номинальное значение;
- ток
регенерации должен быть в
пределах 25...30% от максимального
разрядного тока для данного
элемента;
- время
регенерации должно в 4,5...6 раз
превышать время разрядки;
- регенерацию
следует производить
непосредственно вслед за
разрядкой батареи;
- не
следует производить регенерацию
для элементов с поврежденным
цинковым корпусом, с вытекшим
электролитом.
Помимо зарядно-разрядных
операций для некоторых видов
аккумуляторов актуальным вопросом
является регенерация (вое-
становление) по мере возможности их
исходных свойств, утраченных в
результате неправильного хранения
и/или эксплуатации.
Приемы «реанимации» и
восстановления ресурсов
разряженных электрических батарей (сухих
гальванических батарей и элементов)
в общих чертах похожи и порой
отвечают соответствующим
процедурам для аккумуляторов.
Устройства для заряда,
восстановления или регенерации
химических источников тока обычно
содержат стабилизатор тока, иногда
устройство защиты от
перенапряжения или перезарядки,
приборы и схемы контроля и
регулирования.
Так, например, на практике для
никель-кадмиевых аккумуляторов
получили распространение несколько
типов зарядных устройств [13.1].
- Зарядное
устройство с фиксированным
постоянным током. Зарядку
аккумулятора прекращают вручную
по истечении времени,
достаточного для полной зарядки.
Зарядный ток должен составлять 0,1
от емкости аккумулятора в течение
12... 15 ч.
- Ток зарядки
фиксированный. Напряжение на
заряжаемом аккумуляторе
контролируется пороговым
устройством. При достижении
заданного напряжения зарядка
автоматически прекращается.
- Зарядное
устройство заряжает аккумулятор
постоянным током в течение
фиксированного времени. Зарядка
автоматически прекращается по
истечении, например, 15 ч.
Последний вариант зарядного
устройства имеет существенный
недостаток. Перед зарядкой
аккумулятор должен быть разряжен
до напряжения 1 6, только тогда при
зарядке током 0,1 от емкости
аккумулятора в течение 15 ч
аккумулятор зарядится до
номинальной емкости. В противном
случае при зарядке не полностью
разряженного аккумулятора в
течение указанного времени
произойдет его перезарядка, что
ведет к сокращению времени службы.
В первых двух
вариантах устройств зарядка
постоянным стабильным током не
является оптимальной.
Исследованиями установлено [13.1], что
в самом начале цикла зарядки
аккумулятор наиболее восприимчив к
сообщаемому ему количеству
электричества. К концу зарядки
процесс накопления энергии
аккумулятора замедляется.
Источник: http://ra4a.narod.ru/portal/ZU3.htm |
