185697. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szünetmentes áramellátó rendszerekben alkalmazott akkumulátor feltöltött állapotban való tartására
1 185 697 2 A találmány tárgya eljárás és berendezés szünetmentes áramellátó rendszerekben alkalmazott akkumulátor feltöltött állapotban való tartására, amely rendszerben az akkumulátorra szabályozott egyenáramforrás és fogyasztó párhuzamosan van kapcsolva. Szünetmentes áramellátó rendszerekre olyan helyeken van szükség, ahol még rövid idejű tápláláskimaradás sem engedhető meg. ilyenek például a különböző rendszerű távközlő berendezések, biztonsági világítások, távmérő, távjelző, távmüködtető rendszerek, a számítógépes rendszerek, műtőorvostechnikai berendezések stb. Ilyen esetekben az áramellátó-rendszer villamosenergia tárolója gyakorlatilag kizárólag akkumulátor. Az akkumulátorok azonban gondos karbantartást igényelnek ahhoz, hogy tárolóképességük lehetőleg állandóan maximális szinten legyen, élettartamuk minél hosszabb legyen. Ezeket a követelményeket, vagyis a szünetmentességet, a maximális tárolóképesség fenntartását és a hosszú élettartam elérését a gyakorlatban alkalmazott eljárásokkal és berendezésekkel egyidejűleg nem tudták biztosítani. A jelenlegi rendszereknél alapvetően két eset létezik. Az első esetben a fogyasztó áramfelvétele hálózat jelenlétekor gyakorlatilag állandó (pl.: a fogyasztó — az érzékelő áramkörök minimális fogyasztásától eltekintve - nem vesz fel áramot, vagy a felvett áram igen kis tartományban változik). Ebben az esetben az egyenáramforrás szolgáltatja a fogyasztó konstans árarnigényét és az akkumulátor önkisülésének kompenzálásához szükséges, az Aó kapacitás ezredrésze nagyságrendjébe eső értékű csepptöltőáramot. A másik esetben a fogyasztó áramfelvétele nem állandó és változásának időállandója kisebb, mint amilyen változást az egyenáramforrás szabályozója követni képes. Ilyenkor az egyenáramforrás által szolgáltatott és a fogyasztó által igényelt áram különbségét az akkumulátor szolgáltatja. A jelenlegi rendszerek szabályozói csak integrálisán biztosítják, hogy az egyenáramforrás árama legyen egyenlő a fogyasztó árama és a telep csepptöltőáramának összegével. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy az akkumulátor az idő egy részében kisütésre kerül, más részben töltés alatt van, de a telep áramának időintegrálja a csepptöltő árammal egyezik meg. A telep tárolóképességét csak úgy lehetne fenntartani, ha a töltési szakaszok integráljai az adott telep töiiés-kisütési hatásfok arányában nagyobbak lennének a kisütési szakaszok integráljainál. A csepptöltéses és a normál töltés meljett az akkumulátorok kapacitása, vagyis a belőlük kivehető töltésmennyiség idővel csökken. Ennek több oka van. Különösen olyan esetekben, amikor hoszszú időn keresztül nincs nálózaíkimaradás és az akkumulátorból gyakorlatilag nem vesznek ki töltést, az elektrolit fajsúly szerint rétegezödik. Ezzel együtt különböző nemkívánatos szekunder folyamatok (pl. korróziós jelenségek) is fellépnek, ami szintén a kapacitás csökkenéséhez vezet. A pulzáló terhelésű fogyasztók táplálására jelenleg alkalmazott rendszerekben ez nincs így, ami a 9 kapacitás és az élettartam további csökkenését eredményezi. Az eddig ismert rendszereknél, külön gondot jelentett a csepptcltőáram, illetve a normál töltőáram nagyságának beállítása és fenntartása. Ezt még ma is általában manuális kapcsolással, szabályozással állítják be. Ilyen körülmények között tehát nem volt biztositható az akkumulátorok maximális kapacitásának hosszú időn keresztül való fenntartása. A szünetmentesség követelménye gyakorlatilag nem volt tartható akkor, amikor az akkumulátor például tartós hálózatkimaradás következtében túlságosan kisült. Ekkor a teljes feltöltéshez az akkumulátort a fogyasztóról le kellett választani, ami által a szünetmentesség megszakadt. A találmány elé célul tűztük ki egy olyan eljárás és berendezés kidolgozását, amellyel a szünetmentesség minden körülmény között biztosítható, és az akkumulátor élettartama, vagyis tárolókapacitásának időtartama jelentősen megnövelhető. A kitűzött célt a találmány szerinti eljárással értük el, amelynek lényégé, hogy az akkumulátor feszültségének alsó és felső határát figyeljük és kisülés után az alsó határról az akkumulátort az egyenáramforrásról állandó árammal töltjük mindaddig, amíg a feszültség a felső határt el nem éri, majd a töltést megszakítjuk és az akkumulátort a fogyasztóval kisütjük, mindaddig, amíg a feszültség az alsó határi el nem éri, ezután ezt a töltésikisütési szakaszt periodikusan ismételjük. Az akkumulátor feszültségének alsó és felső határa az üzemi minimális és az üzemi maximális feszültség. Az egyenáramforrás tartós üzemszünete alatti az üzemi minimális feszültség alá történő kisütést követően a töltést megnövelt állandó árammal végezzük, miközben a figyelt feszültség felső határát az akkumulátoron megengedhető maximális feszültség: e növeljük. A megnövelt áramú töltést több szakaszban végezzük oly módon, hogy a korábbi szakaszban a töltést nagyobb állandó árammal, mig a későbbi szakaszban kisebb állandó árammal végezzük. A nagyobb áramú töltést a kisebb áramúra akkor csökkentjük, amikor az akkumulátoron a feszültség az üzemi maximális feszültséget eléri. A találmány szerinti eljárás foganatosítás: szolgáló szintén találmány szerinti berendezés lényege, hogy az akkumulátorra feszültségftgyelő egység van párhuzamosan kapcsolva, amelynek a feszültség alsó és felső határához tartozó kimenete van, ez a kimenet vezérlőegységre csatlakozik, továbbá az akkumulátorral áramfigyelö egység van sorbakötve, amelynek kimenete szintén a vezérlőegységre van vezetve, és a vezérlőegység kimenete a szabályozott egyenáramforrás szabályozó bemenetére van kapcsolva. A feszüliségfigyelö egységnek két kimenete van, amelyek közül az egyik az üzemi minimális és az üzemi maximális feszültséghez tartozó kimenet, mig a másik a megengedhető minimális és a megengedhető maximális feszültséghez tartozó kimenet, és mindkét kimenet a vezérlőegységre csatlakozik. A fogyasztó és az akkumulátor, illetve az egyen5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
