4.6 Сравнение щёлочных и кислотных аккумуляторов.

По электрическим параметрам кислотные аккумуляторы лучше щёлочных аккумуляторов (меньше внутреннее сопротивление, больше ЭДС), поэтому кислотные аккумуляторы получили более широкое распространение для питания стационарных устройств Ж/Д АТ.

Щёлочные аккумуляторы имеют свои преимущества: у них отсутствует необратимое явление сульфатации, имеют высокую механическую прочность, поэтому щёлочные аккумуляторы применяются для питания переносных устройств Ж/Д АТ (радиостанции) и на подвижном составе.

5. Виды и режимы работы аккумуляторных батарей АБ и выпрямительных устройств ВУ с нагрузкой.

Существует три вида работы АБ и ВУ с нагрузкой:

1. Заряд-разряд.

2. Непрерывная буферная работа.

3. Периодическая буферная работа.

Виды работы выбираются от надёжности внешнего энергоснабжения.

5.1 Заряд-разряд

При этом виде работы применяется две АБ большой ёмкости. Одна АБ разряжается на нагрузку, а вторая заряжается, через сутки они меняются местами. Этот вид применяется при недостаточно надёжном энергоснабжении, когда перерыв в подаче электроэнергии составляет несколько часов.

Этот способ имеет недостатки:

1. Необходимо ежедневное наличие обслуживаемого персонала.

2. Мал срок службы АБ, т.к. они работают по полному циклу заряд – разряд.

3. Мал КПД всей установки, т.к. он равен КПД выпрямительного устройства умноженного на КПД отдачи АБ.

5.2 Непрерывная буферная работа

ВУ, АБ и нагрузка включены постоянно (непрерывно) в буфер.

Непрерывная буферная работа в зависимости от типа применяемых устройств (ВУ) может иметь 3 режима:

• Режим среднего тока.

• Режим импульсного подзаряда.

• Режим непрерывного подзаряда.

5.3 Режим среднего тока

Применяется ВУ, которое вырабатывает средний ток, величина которого не зависит от величины тока нагрузки.

В случае если ток нагрузки I_н будет больше I_ву (I_н > I_ву), то I_аб = I_н – I_ву (разряд АБ).

Если I_н < I_ву, то I_аб = I_ву - I_н (заряд АБ).

Величина среднего тока выбирается из условия, чтобы количество электрической энергии, отдаваемое ВУ за сутки, равнялось количеству электрической энергии отдаваемой в нагрузку за сутки + количество электрической энергии для компенсации потерь в аккумуляторе (саморазряд).

Очевидно, что для того чтобы I_ву = const необходимо иметь очень большое внутреннее сопротивление.

5.4 Выпрямительное устройство для режима среднего тока типа вак

Это ВУ широко применён для питания устройств автоблокировки и расшифровывается как выпрямитель автоблокировочный и К – тип вентиля.

Рассмотрим схему питания рельсовой цепи с помощью ВАК и АБ.

ВАК имеет специальную конструкцию силового трансформатора, что позволяет устанавливать или регулировать необходимую величину среднего тока.

При протекании тока от сети по обмотке W₁ создаётся магнитный поток Ф₁.

Ф₁ = Ф₂ + Ф₃ = const

Поток Ф₂ вызовет в обмотке W₂ напряжение, величина которого пропорциональна Ф₂, если магнитный шунт в крайнем правом положении, то Ф₂ – велик, а Ф₃ – мал.

Ф₂ – замыкается по железу, а Ф₃ – имеет большое сопротивление из-за воздушного зазора. Поэтому напряжение на обмотке W₂ большое и ВУ вырабатывает большой ток.

Если магнитный шунт переместить влево, то Ф₃ увеличивается, а Ф₂ уменьшается.

Поэтому перемещением шунта можно регулировать ток в широких пределах.

ВАК трансформатор имеет высокое внутреннее сопротивление за счёт наличия большой индуктивности рассеивания. Схема замещения трансформатора, учитывающая поток рассеивания, имеет вид:

W₁ – число витков первичной обмотки

n – коэффициент трансформации.

У обычных силовых трансформаторов L_s – мала, потому что поток рассеивания Ф_s мал.

У ВАК потоком рассеивания является Ф₃ и он велик. Поток рассеивания может быть больше рабочего (Ф₂), поэтому индуктивность рассеивания велика и индуктивное сопротивление ее, которое включено последовательно с нагрузкой в схеме замещения то же велико, следовательно, трансформатор имеет большое внутреннее сопротивление.