Информация

Устройство заряда/разряда для проведения контрольно-тренировочного циклирования (КТЦ)

ООО «НТЦ АКТОР» разработаны и изготовлены опытные образцы устройства заряда / разряда (УЗР) аккумуляторных батарей (АБ) на базе ранее созданного на предприятии регулируемого преобразователя напряжения (ПН)

УЗР предназначено для проверки, заряда и разряда различных видов и типов существующих АБ при вводе их в эксплуатацию и последующем техническом обслуживании (контрольно-тренировочных циклирований). В перспективе предполагается подготовка дополнительных программ обслуживания различных АБ в рамках технических возможностей УЗР.

УЗР может быть использовано как многофункциональный прибор, сочетающий в себе функции:

  • стабилизирующего источника электропитания постоянного тока с регулируемыми значениями выходного напряжения и выходного тока;
  • регулируемой нагрузки постоянного тока;
  • измерителя напряжения ячеек аккумуляторной батареи (до 20) с помощью устройства поаккумуляторного контроля (УПК);
  • измерителя температуры АБ с помощью выносного датчика температуры ДТ.
Рис. 1. Передняя панель УЗР Рис. 2. Задняя панель УЗР
Рис.3. Внешний вид органов контроля и управления на передней панели УЗР Рис.4. Внешний вид элементов на задней панели УЗР

Основные технические характеристики УЗР приведены в таблице 1

Наименование параметра Значение (наличие)
Входное напряжение, В220±10%; 50 Гц
Частота входного напряжения, Гц47-63
Входная (потребляемая от электросети) мощность, ВА3000
Встроенная защита электросетиЕсть (вставка плавкая на 20А)
Количество АБ при обслуживании, шт.1
Ток заряда, А0,1 — 40
Ток разряда, А0,1 — 45
Напряжение заряда, В0,7 — 40
Напряжение разряда при максимальном токе, В4,0 — 40
Напряжение разряда при токе разряда 10 А, В1,0 — 40
Погрешность измерения напряжения, не более± (0,1 % + 0,05 В)
Погрешность измерения тока, не более± (1,5 % + 0,05 А)
Погрешность измерения напряжения ячейки АБ с помощью УПК, %, не более± 1,0
Погрешности вычисления емкости, А·ч, не более± 1
Погрешность измерения температуры, ˚С, не более± 2
Пульсация тока в режиме заряда, А:
  • током до 1 А включительно, не более
  • током более 1 А, не более

0,01

0,1

Частота ШИМ, кГц50
Распечатка протоколов обслуживанияЕсть (встроенный термопринтер)
Степень защиты корпуса, ГОСТ 14254-2015IP 20
Климатическое исполнение ГОСТ 15150-69УХЛ 4
Рабочая температура окружающего воздуха, °С1 … 40
Масса, кг, не более22
Габариты (Д х Ш х В), мм, не более485 x 515 x 185
Гарантийный срок24 месяца
Таблица 1.

Назначение элементов, установленных на передней панели УЗР, приведено в таблице 2.

Внешний видНаименованиеНазначение
Тумблер клавишныйТумблер предназначен для подачи и отключения электроснабжения УЗР
ТермопринтерВстроенный принтер предназначен для распечатки протоколов обслуживания АБ (до, во время, или после работы с ней). На печать выводятся все основные параметры батареи
ИндикаторПредназначен для индикации процесса работы УЗР
ЗуммерИсточник акустических сигналов
Клавиатура управления

(основные функции)

Цифры 0-9
Десятичная запятая
Установка специальных параметров
Clear (отмена)
Break (прерывание выполнения программы)
Print (печать)
Enter (ввод)
Клавиатура управления

(дополнительные функции)

Останов программы, выход в начальное меню
Пуск или продолжение программы после паузы
Пролистывание меню влево
Пролистывание меню вправо
Просмотр уровня заряда аккумуляторов
Таблица 2.

Назначение элементов, установленных на задней панели УЗР, приведено в таблице 3.

Внешний вид Наименование Назначение
Разъем «ВХОД ~220 В, 50 Гц» (вилка)Разъем предназначен для подключения УЗР к источнику электроэнергии однофазного переменного тока. Подключение осуществляется посредством кабельного разъема (розетка), входящего в состав комплекта поставки УЗР
Разъем «АБ» (розетка)Разъем предназначен для подключения к УЗР АБ. Подключение осуществляется посредством кабельного разъема (вилка), входящего в состав комплекта поставки УЗР
<Разъемы «RS-485» (розетка)Разъемы предназначены для подключения УЗР к внешней информационной цепи «RS-485». Подключение осуществляется посредством разъема TPS-8P8C (вилка), входящего в состав комплекта поставки УЗР или патчкорда F/UTP.
Предохранитель (вставка плавкая) «20А»Предохранитель (со вставкой плавкой) предназначен для защиты сети электроснабжения от возможного короткого замыкания в цепи электроснабжения УЗР
Элемент защитного заземленияЭлемент предназначен для подключения УЗР к шине защитного заземления. Подключение осуществляется посредством медного провода сечением не менее 6 мм² с неразрезным наконечником под винтовой зажим и гайку М10.
Разъем «УПК» (вилка)Подключение УПК и /или ДТ кабелем с разъемом (розетка)
Таблица 3.

Управление УЗР осуществляется с помощью платы управления (ПУ) посредством передачи ее команд силовому модулю (СМ) по внутреннему интерфейсу. СМ выполнен в виде двунаправленного преобразователя, обеспечивающего как управляемый заряд, так и управляемый разряд АБ. СМ имеет полностью цифровое управления посредством микроконтроллера, входящего в его состав, т.е., управляющие сигналы на силовые полупроводниковые приборы формируются им непосредственно. Микроконтроллер формирует данные по состоянию СМ и процессу выполнения заданий, данные передаются в ПУ УЗР для обеспечения контроля за процессом работы и оперативного реагирования на внештатные ситуации. Процесс выполнения протоколов обслуживания АБ отображается на дисплее УЗР, а для привлечения внимания оператора в прибор встроен звуковой излучатель.

При разряде АБ ее электрическая энергия рассеивается в виде тепловой на нагрузочных резисторахс малым значением индуктивности и оригинальной конструкцией, приведенных на рисунке 5.

Рис.5. Нагрузочный резистор с малым значением индуктивности Рис. 6. Термопринтер встраиваемый

Программное управление позволяет устанавливать параметры заряда/разряда АБ, выводить на дисплей текущие значения напряжения, тока и т.д., а также распечатывать протокол выполнения программы обслуживания АБ ЗРУ на внешней ПЭВМ или на встроенном термопринтере, приведенном на рисунке 6.

Пример распечатки протокола выполнения программы обслуживания АБ ЗРУ приведен в таблице 4.

АКТОР УЗР-40-/40 0 Производитель, Код прибора
DATE :    01.01.10 -09: 02 Текущая дата и время старта выполнения программы
BATTERY NO: 00000100 Введённый номер батареи
OPERATOR NO: 000010 Введённый номер оператора
PROGRAM: 010 Номер программы
INIT VOLT. =26.79VНапряжение на выводах батареи измеренное до начала заряда или разряда
S1:Условный код этапа заряда или разряда
CURRENT    =40.00AТок заряда или разряда в текущий момент
BATT.VOLT. =26.3VНапряжение на выводах батареи в момент нажатия "Р", либо в момент окончания очередного этапа заряда
CAPACITY =000.0AHЁмкость, полученная от батареи в момент нажатия "Р", либо при окончании разряда
DURATION =01:56Время, чч : мм от начала текущего этапа или длительность этапа по окончании этапа
Таблица 4

С каждым типом АБ УЗР работает по индивидуальной программе, с учетом ее специфических параметров: значения номинального напряжения; количества ячеек в АБ; номинальной емкости, т.д.

Основные режимы работы УЗР приведены в таблице 5.

Знак Режим работы Надпись на дисплее Описание
0 Разряд РазрядС помощью УЗР может быть разряжен любой тип АБ, номинальное значение напряжения которого не превышает 40В, при этом ток разряда не превышает 40А. Напряжение АБ может быть доведено до 0В. Отобранная энергия рассеивается в окружающую среду в виде тепла с помощью охлаждающих радиаторов, резисторов и вентиляторов
1 Ввод в эксплуатацию Ввод в эксплуатациюПроцедура ввода в эксплуатацию перед первым использованием для некоторых типов АБ заложена в память УЗР и проводится согласно инструкции производителя аккумуляторной батареи
2 Заряд ЗарядВ память УЗР установлены программы заряда для каждого типа АБ, рекомендованные их производителями. Программы выполняются в автоматическом режиме. В процессе заряда проводится контроль введенных данных на достоверность, проверяются значения:
  • начального напряжения;
  • достигнутого конечного напряжения;
  • тока в начале заряда;
  • тока по окончании заряда;
  • времени заряда;
  • температуры (опционально)
4 Техническое обслуживание Техническое обслуживание Проводится анализ состояния АБ. Режим позволяет:
  • достичь максимально возможного уровня мощности;
  • определить пригодность АБ для дальнейшей эксплуатации;
  • зарядить АБ для последующей эксплуатации
5 Заряд постоянным током Заряд постоянным током Для данного режима работы значение тока и время заряда устанавливаются оператором
6 Заряд постоянным напряжением Заряд постоянным напряжением Для данного режима работы значение напряжения и время заряда устанавливаются оператором
7 Повтор Автоматически вводятся все параметры последней введённой рабочей программы. Параметры можно пролистать клавишами 4 и 6
Таблица 5.

Типы обслуживаемых АБ, поддерживаемых базовым исполнением УЗР, приведены в таблице 6.

Номер Надпись на дисплее Тип Батареи
0No batteryУниверсальная программа
10Air-tight PB batteryГерметизированные авиационные свинцово-кислотные батареи, залитые электролитом
11Standard airtight PBСтандартные герметизированные свинцово-кислотные батареи, залитые электролитом
16Standard enclosed PBСтандартные закрытые свинцово-кислотные аккумуляторные батареи
19Battery 12-SAM-28Батареи 12-SAM-28
20Enclosed airtight NCЗакрытые никель-кадмиевые авиационные аккумуляторные батареи
21Enclosed NiCd VARTAЗакрытые никель-кадмиевые аккумуляторные батареи типа VARTA
30Enclosed NiCd SAFTЗакрытые никель-кадмиевые аккумуляторные батареи типа SAFT
31Enclosed NiCd NKBNЗакрытые никель-кадмиевые аккумуляторные батареи типа НКБН
4020NKBN-25-U3Авиационные батареи типа 20НКБН-25-У3, работы согласно Руководству по эксплуатации ИЛВЕ.563512.005РЭ
5020KSX25-P-A-T0Авиационные батареи типа 20KSX 25 P-A-XXX, работы согласно Руководству по эксплуатации АДИФ.563532.019РЭ
60NiCD SaftАвиационные никель-кадмиевые батареи Saft, работы согласно Saft Operating and Maintenance Manual Jan13/2016
7020KSX 22 PАвиационные никель-кадмиевые батареи 20KSX 22 P, работы согласно Руководству по эксплуатации АДИФ.563532.020 РЭ
8020NKBN-40-U3Авиационные никель-кадмиевые батареи 20НКБН-40-У3, работы согласно Руководству по эксплуатации ИЛВЕ.563512.007 РЭ
9020KSX-27Авиационные никель-кадмиевые батареи 20KSX-27, работы согласно Руководству по эксплуатации НДКЕ.563512.001 РЭ
10012-SAM-28/28U/28PАвиационные свинцово-кислотные батареи 12-САМ-28(У, П), работы согласно Техническому описанию и инструкции по эксплуатации ИРФГ.563421.001 ТО
103-10815SCS45B или 15СЦС45БАвиационные серебряно-цинковые батареи 15СЦС45Б, работы согласно Техническому описанию и инструкции по эксплуатации ФД3.585.554 ТО
11020NKBN-28Авиационные никель-кадмиевые батареи 20НКБН-28, работы согласно Руководству по технической эксплуатации НКДЕ.563512.002 РЭ
130Saft 409CH2Авиационные никель-кадмиевые батареи Saft 409CH2, работы согласно Saft 409CH2 Aircraft Battery Component Maintenance Manual With Illustrated Parts List, 24-30-25 edition 1 Oct 25/2009
Таблица 6.

АБ иных типов могут быть проверены и заряжены с использованием имеющихся типов действий, путем редактирования существующих программ или создания новых. Пример меню рабочей программы приведен в таблице 7.

П062    С0       Разряд

П062 – номер программы

С0 – условный номер этапа программы

Разряд – название этапа программы

12.0V    20.00A    -00.0Ah

12.0V – текущее значение напряжения на аккумуляторе

20.00A – текущее значение тока аккумулятора

-00.0Ah – вычисляемая отобранная («+» - добавленная) емкость

+00:00:11    00:28:54

+00:00:11 – длительность текущего этапа в формате чч: мм: с («+» - идет заряд, «-» - идет разряд)

00:28:54 – общее время выполнения программы в формате чч: мм: с

B=пауза    P=печать

Клавиша «В» - поставить программу на паузу

Клавиша «Р» - распечатать протокол

Таблица 7.

Для контроля напряжения на ячейках АБ в комплекте с УЗР может поставляться УПК. Напряжение каждой ячейки АБ отображается на дисплее УЗР тремя цифрами без десятичной запятой и знаком плюс или минус, как показано ниже:

+123+123+123+123+123

+123+123+123+123+123

+123+123+123+123+123

+123+123+123+123+123

  • первая цифра – единицы вольт;
  • вторая цифра – десятые доли вольта;
  • третья цифра – сотые доли вольта;
  • знак указывает полярность напряжения ячейки АБ.

В четырёх строках дисплея отображаются соответственно значения напряжения ячеек АБ: с 1 по 5, с 6 по 10, с 11 по 15 и с 16 по 20, соответственно.

Порядковый номер ячейки АБ отсчитывается от положительного вывода АБ.

При необходимости, выход из меню УПК осуществляется нажатием на любую клавишу на клавиатуре. УПК может использоваться как отдельное изделие для измерения напряжений на ячейках АБ и может подключается к ПЭВМ.

Для удобства работы с УПК разработана библиотека для программы ADControl, приведенная на рисунке7. Кроме контроля значения напряжения на ячейках АБ программа позволяет проводить периодическую калибровку измерителей УПК.

Рис.7. Интерфейс ADControl для работы с УПК

УЗР позволяет измерять температуру электролита АБ посредством погружного ДТ. Датчик выполнен в виде трубки из нержавеющей стали и закрепляется в отверстии УПК (рисунок 8). Значение температуры отображается на дисплее УЗР. При необходимости можно распечатать результаты измерений на встроенном термопринтере.

Рис.8. Датчик температуры

Кроме ручного способа управления с лицевой панели УЗР, возможно программное управление от внешней ПЭВМ. УЗР имеет порт RS-485, протокол ModBus, возможно его оснащение портом Ethernet (протокол ModBus over IP). Пользователю доступна программа ADControl и библиотека для управления УЗР, приведенная на рисунке 9.

Рис. 9. Интерфейс ADControl для работы с УЗР

Интерфейс управления УЗР дублирует его органы управления и отображения. ADControl позволяет подготавливать и запускать выполнения любых пользовательских программ для различных АБ, использовать УЗР в качестве универсального устройства, выполняющего функции: источника электропитания постоянного тока, регулируемой электрической нагрузки постоянного тока, измерителя постоянного напряжения и измерителя температуры.

В ООО «НТЦ АКТОР» создано универсальное устройство для проверки параметров и обслуживания аккумуляторных батарей различных видов и типов в диапазоне значений напряжения от 5 до 40В и сочетающее в себе возможности ряда вышеперечисленных устройств.