Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Budowa ładowarki do ładowania akumulatora

tomaszu2 07 Jan 2016 21:37 2349 13
  • #1
    tomaszu2
    Level 9  
    Witam serdecznie,
    jestem tu w sumie od niedawna i postanowiłem poprosić kogoś z Was elektroników o pomoc w samodzielnej budowie ładowarki akumulatorów samochodowych - w moim przypadku chodzi o pojemność od 85-100 Ah.
    Nie jestem specjalistą elektronikiem jednak trochę interesuję się hobbistycznie i umiem budować najprostsze układy, jednakże brakuje mi fachowej wiedzy i teorii. O co mi chodzi? Dziś zbudowałem w oparciu o trafo toroidalne i 4 diody prostownicze w układzie Greatza ładowarkę do mojego padniętego akumulatora. Parametry układu: a) trafo 200 VA 230V->17,5V na wtórnym bez obciążenia,
    b) diody prostownicze 50A,
    c) układ trafo->prostownik->rezystor (dwie połączone równolegle żarówki H1 55W o rezystancji 6h w temp 20 stopni C)
    Rozkład napięć:
    -na uzwojeniu wtórnym bez opciążenia-17,5V AC
    -na wyjściu mostka prost. -15,81V DC
    -na każdej diodzie napięcie ok. 7.74V
    Poza tym:
    a) po obciążeniu prostownika żarówką 21W:
    - spadek U na uzw. wtórnym z 17,5 na 17,3 V
    - spadek na wyjściu mostka z 15,81 do 14,35 V
    - prąd płynący przez obciążenie to 1,77A
    b) po obciążeniu prostownika żarówkami 21W +55 W:
    - spadek U na uzw. wtórnym z 17,3 na 16,7 V
    - spadek na wyjściu mostka z 14,35 do 13,51 V
    - prąd płynący przez obciążenia to 5,6 A
    c) po obciążeniu prostownika żarówkami 21W +55 W +55W:
    - spadek U na uzw. wtórnym z 16,7 do 16,3 V
    - spadek na wyjściu mostka z 13,51 do 12,91 V
    - prąd płynący przez obciążenia to 8,5 A
    Obciążenia łączyłem równolegle w celu symulacji zachowania układu pod obciążeniem.



    Dalej układ podłączyłem do kompletnie rozładowanego akumulatora, który bez obciążenia na bolcach miał potencjał 10,3 V, i zauważyłem coś, co mnie niepokoji, czego nie rozumiem, otóż
    po podłaczeniu do mostka akumulatora prłynął prąd ok 3.2 A i napięcia na akumulatorze skoczyło do 15,79 i ciągle rosło do 16,4 V więc układ rozłaczyłem aby nie zepsuć akumulatora. Następnie włączyłem w szereg z aku dwie 55 W żarówki H1 połączone ze sobą równolegle. Wówczas napięcie na aku spadło do 14.8 V i prąd płynął ok 2.2A. Pomyślałem, że to wszystko ale po 1 h zwów napięcie rośnie jak szalone. Znów osiągnąłem ok. 16,72 V przy czym prąd mniej więcej jest ten sam. Zanaczę, że układ mam na balkonie i jest -5stopni C.

    Mój kłopot polega na tym, że nie rozumiem dlaczego napięcie osiaga takie wartości na akku przy podobnym prądzie wciąż rośnie, w obawie przez zniszczeniem akku wszystko rozłączyłem i czar prysł. Chciałem zbudować sam ładowarkę a tu same kłopoty, czy ktoś z Was pomoże mi wyjaśnić o co w tym układzie chodzi i jak ładować akku? Dlaczego po podłączeniu kolejnych obciążeń spadło tak mocno napięcie na prostowniku? Czy wynika to z niewystarczającej mocy transformatora? Jak ugryźć ten temat? Jak sterować prądem i napięciem na aku aby zgodnie z artykułem poprawnie ładować (odsiarczać) akku - http://www.elektroonline.pl/a/721/2,Regenerac...narnych-baterii-kwasowoolowiowych,,Energetyka. Wiem, że na forum już niejeden raz był poruszany ten temat, jednak jak dla mnie to nadal nie wystarcza. Proszę o wyrozumiałość i pomoc. Dziękuję
  • #2
    hazet
    Level 26  
    Jeżeli oczekujesz jakiejkolwiek pomocy to zamieść schematy konstrukcji/prostownika/ładowarki. Schemat jest więcej wart niż tysiąc słów :D Zdjęcia wnętrza też by się przydały.
  • #3
    tomaszu2
    Level 9  
    Budowa ładowarki do ładowania akumulatora

    Oczywiście, mas rację, niestety nie dysponuje żadnym fachowym narzędziem do rysowania schematów stąd na szybko załączam taki szkic. przy okazji dodam, że maksymalnie napięcie na aku skoczyło do 16,5 V i mimo, że jest ok -3 stopnie C, to słychać było jak w aku się kwas bulgocze, więc układ rozłączyłem aż coś wymyśle:-)

    Dodano po 6 [minuty]:

    Przepraszam za drobne błędy, ale to z pospiechu. Dodam, że na schemacie naniesione wartości napięć pochodzą z empirycznego pomiaru układu bez obciążenia.

    przypuszczam, że będę musiał odwinąć trochę zwojów z trafo, bo to chyba jest przyczyną zbyt wysokiego napięcia. Z kolei w celu uzyskania mniejszego wpływu obciążenia prądem rzędu 10-12 A na układ czyli ograniczenia spadku napięcia pewniue będę musiał zakupić większej mocy toroida np. 300 W.
  • #4
    User removed account
    User removed account  
  • #5
    hazet
    Level 26  
    Zamiast tych żarówek wstaw regulator fazowy na jednym tyrystorze. Jak nie czujesz się na siłach aby sam go zrobić, to na znanym portalu aukcyjnym dostaniesz gotowy.
  • #6
    tomaszu2
    Level 9  
    Dziękuję za wskazówki, pewnie tak zrobię ale nieco później. Z powodu tego, że jest zima a aku padł musiałem na szybko coś wymyśleć. Stąd dziś na toroidzie dolutowałem na uzwojeniu wtórnym odczep na 12,8 C AC, co daje na biegu jałowym za prostownikiem 11,81 V. Tym razem podłączyłem prostownik bezpośrednio do akku bez żarówek i natychmiast napięcie na wyjściu z mostka wzrosło do 14,4 V! Jak to możliwe, skoro sam aku na luzie ma napięcie 12,2 V? poza tym prąd ładowania powienien być duży skoro aku jest mocno rozładowane, tymczasem wciąż płynie prąd około 1A. Czy ktoś z Was może mi wyjaśnić to zagadnienie?
  • #7
    User removed account
    Level 1  
  • #8
    12pawel
    Level 33  
    trymer01 wrote:
    Musisz zrozumieć różnicę miedzy napięciem skutecznym (mierzonym woltomierzem) a szczytowym, które mierzysz na akumulatorze (będącym czymś podobnym do kondensatora o b. dużej pojemności).

    Na akumulatorze nigdy nie osiągniemy napięcia szczytowego z prostownika. Napięcie to jest wynikową pomiędzy napięciem szczytowym prostownika, i napięciem akumulatora.
    Nie można też robić prostownika "na styk" czyli z napięciem szczytowym 14,5V bo ładowanie będzie trwało wieki i nie naładujemy akumulatora do pełna. A jak dołożymy do tego różnice napięcia w sieci zasilającej to mamy bigos.
    Prostownik musi mieć regulację napięcia bądź odczepy transformatora.
    tomaszu2 wrote:
    poza tym prąd ładowania powienien być duży skoro aku jest mocno rozładowane, tymczasem wciąż płynie prąd około 1A. Czy ktoś z Was może mi wyjaśnić to zagadnienie?

    Nie będzie dużego prądu bo masz małe napięcie na prostowniku. Mała różnica napięć to i mały prąd.
  • #9
    User removed account
    Level 1  
  • #10
    L_M
    Level 32  
    tomaszu2 wrote:
    po podłaczeniu do mostka akumulatora prłynął prąd ok 3.2 A i napięcia na akumulatorze skoczyło do 15,79 i ciągle rosło do 16,4 V

    Takie zachowanie akumulatora wskazywałoby na jego uszkodzenie(zbyt szybkie narastanie napięcia przy stosunkowo małym prądzie)Poza tym początkowe napięcie 10,3V jest za małe ,nie powinno spadać poniżej 10,6V.Myślę podobnie jak kol.trymer01.że akumulator uległ zasiarczeniu.
  • #11
    tomaszu2
    Level 9  
    Dziękuję koledzy za wyjaśnienia.

    Teraz rozumiem różnicę pomiędzy Usk a Uszczyt. W rezultacie, budując tego typu ładowarkę należy mieć na uwadze tylko Uszczyt, ponieważ to ono stanowi górną granicę napięcia, do której będzie dążyć napięcie na akumulatorze, dobrze rozumiem? A co w sytuacji, gdybym na wyjściu mostka Graetza wstawił kondensator, który ładowałby się do poziomu 1,41 Usk? Wówczas napięcie na wyjściu zasilacza byłoby Uszczyt, więc automatycznie na akumulatorze tez byłoby U szczyt? Co zatem działoby się, gdyby aku potrzebował duży prąd np 10A, to napięcie byłoby wciąż stałe czy Uszczyt czy tez spadłoby np. z powodu dużego obciążenia trafa? jeśli spadałoby napięcie poniżej Uszczyt, to jak temu zaradzić wstawiając większy kondensator i czy wogóle warto wtenczas walczyć o stałe napięcie? Poza tym trapi mnie jeszcze ładowanie jednopołówkowe, gdyż też w oparciu o ww. trafo zrobiłem układ na jednej diodzie, ale niestety zakończyło się fiaskiem. Za diodą bez obciążenia miałem ok 8V a transformator buczał mocno po podłaczeniu żarówki P21W więc się poddałem wiedząc o skladowej stałej na uzwojeniu trafa. Czy jest zatem w ogóle jakiś sposób aby wytworzyć prąd quasi "stały" (zmienny, nie przemienny) o charakterystyce jednopołówkowej do ładowania akumulatorów? Jest to istotne zagadnienie, ponieważ taki rodzaj przebiegu napięcia i prądu na aku jest wskazany chociazby w celu odsiarczania... Nie mogąc sobie poradzić z prądem jednopołówkowym w panice zrobiłem ładowarkę w układzie Graetza, chociaż chaiałem ładować aku impulsowo... Swoją doroga na koniec dodam, że akumulator faktycznie się skończył po 5 latach eksploatacji, areometr wskazał małą gęstość elektrolitu a jednej celi poza zakresem. Ostatecznie przy 14.50 V aku pobierał 1 A prądu. W rezultacie eksperymentów ustaliłem, że aku nie nadaje się do dalszej eksploatacji. Chcąc jednak zrobić na przyszłość porządną ładowarkę, chciałbym przy Waszej pomocy dokończyć rozpoczęte zadanie. Bardzo proszę o dalsze wsparcie i wyjaśnienia:-) Pozdrawiam
  • #12
    hazet
    Level 26  
    Nie wiem czy kolega zauważył, że konstrukcje regulowanych prostowników opierają się na zasadzie tyrystorowej regulacji fazowej po stronie wtórnej transformatora.
    Ta zasada jest sprawdzona i stosowana. Ma też uzasadnienie ekonomiczne. Obecnie rzadziej stosuje się od czepy uzwojeń transformatora.
  • #13
    12pawel
    Level 33  
    tomaszu2 wrote:
    Wówczas napięcie na wyjściu zasilacza byłoby Uszczyt, więc automatycznie na akumulatorze tez byłoby U szczyt?

    Z doświadczenia powiem Ci tak że na akumulatorze nigdy nie osiągniesz napięcia szczytowego. Przy w pełni naładowanym akumulatorze będzie trochę niższe od napięcia szczytowego. To że wstawisz kondensator także nic nie da ponieważ jak dołączysz do niego akumulator to napięcie spadnie do poziomu zależnego od stopnia naładowania akumulatora. Prawa ohma nie oszukasz. Nie rób prostownika idealnie na napięcie szczytowe 14,5V. W sieci nie masz idealnie 230V i taka ładowarka raz może niedoładować akumulatora a raz przeładować.
    tomaszu2 wrote:
    Co zatem działoby się, gdyby aku potrzebował duży prąd np 10A, to napięcie byłoby wciąż stałe czy Uszczyt czy tez spadłoby np. z powodu dużego obciążenia trafa?

    Napięcie nigdy nie będzie stałe, podczas ładowania takim zwykłym prostownikiem. Musiałbyś mieć automatyczny regulator napięcia jak jest to zrobione przy alternatorze.
    tomaszu2 wrote:
    jeśli spadałoby napięcie poniżej Uszczyt, to jak temu zaradzić wstawiając większy kondensator i czy wogóle warto wtenczas walczyć o stałe napięcie?

    Kondensatora tu nie wkładaj bo nic to nie da jak pisałem już wyżej. O stałe napięcie nie walcz bo go nie utrzymasz, przy pomocy zwykłego prostownika. Musiałbyś mieć prostownik z regulacją i sprzężeniem zwrotnym, które kontrolowałoby napięcie na akumulatorze.
    tomaszu2 wrote:
    Nie mogąc sobie poradzić z prądem jednopołówkowym

    No tutaj klasyczna sytuacja, Napięcie masz tylko co pół okresu więc średnia wartość napięcia leci łep na szyję.
  • #14
    KaW
    Level 34  
    Po prostowniku trzeba dołączyć kondensator elektrolityczny 3300uF / 50V DC.
    Wtedy -na nieobciążonym niczym prostowniku -ustali się napiecie wyjsciowe .

    I wtedy można zarówkami się pobawić w obciążanie prostownika i rachunki.

    Będzie bezpiecznie i spokojnie .
    Trzeba sobie wyobrazić ,że akumulator realny składa się z idealnego akumulatora
    i oporności wewnętrznej połączonej w szereg z tym idealnym. Nowy aku. to względnie mala oporność wewnętrzna .A już zużyty to duża oporność wewnętrzna .Taki akumulator bedzie wymagał większego napięcia do naładowania go -ale z racji tej opornosci wewnętrznej nie "wyda" energii jaką mu się "wpakowało".

    Do tego jest potrzebna znajomość charakterystyki ładowania akumulatora i znajomość wszystkich stanów charakterystyki akumulatora.