[实用新型]吸收式无功充电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及能源补充设备技术领域，具体涉及一种吸收式无功充电机。 

背景技术

充电设备作为可充电电池（或电池组）必备的能源补充设备，广泛应用于工业及民用的各个领域，无论国际、国内，大到工业、交通企业、公建机构及科研团体，小到民众日常生活，几乎无不见其踪影。由于可充电电池种类繁多，容量差异巨大，因此，充电设备也是五花八门，产品众多，令人目不暇接。 

从充电技术原理看，其实并不复杂，无论充电设备结构如何复杂，其基本原理都是相同的：以直流电流逆向流过电池，将电能转化为电池内部的化学能，并存储于电池中。目前，关于充电技术的研究已经较为成熟，并形成了下述几种基本方法。 

（1）恒压充电法 

技术原理：对电池两端加以恒定直流电压，电源电压稍高于电池电动势，于是回路中产生从电源电流流向电池的直流电流，电流流过电池并对电池进行充电。恒压充电的特征是开始充电速度快，尔后逐渐降低，充电时间难以估测和控制。

（2）恒流充电法 

技术原理：将输入电压以电子器件构成恒流源变换电路，将电流送入电池并对其充电。恒流源变换电路在本质上是通过电子器件将电压输出转换为电流输出，其输出电流保持稳定，因而充电速度恒定，充电时间易于估测和控制，但增加了设备的复杂程度。

（3）混合充电法 

技术原理：其实质是恒压充电法与恒流充电法的集合，即在充电初期以恒流充电法对电池快速充电，当电池端电压达到一定值后，再转入小电流恒压充电，直至电池充满。有些所谓三段式、四段式充电法，本质上还是混合充电法。混合充电法保留了恒压和恒流充电法各自的优点，设备复杂，但对保障充电安全，延长电池寿命有较大益处。

（4）脉冲充电法 

技术原理：以恒流法为基本方法，采用恒流充电，然后作短暂停止，尔后继续以恒流充电，如此不断循环，直至电池充满。脉冲充电法适合于产气率高度电池品种，可以在暂停期间，给电池保留一定的产气自吸收过程，增加电池吸收电能的能力，相比混合充电法更利于充电安全，延长电池寿命，因此，充电设备也更加复杂。

（5）反向放电脉冲充电法 

技术原理：在脉冲充电法的基础上，再增加一快速放电回路，在其各个充电暂停期间对电池作一定深度的快速放电，使电池去极化、加快气体吸收和提高电能吸收率。反向放电脉冲充电法主要针对产气率高、极化严重的电池品种专用，设备结构更加复杂，成本较高。

上述技术，均是指充电机输出电压或电流变换、控制技术，仅涉及到充电机的输出控制部分。充电机的工作，还需要电源提供能量输入，能源输入系统也是充电机的重要组成部分，输入技术主要有下述形式。 

（1）变压器输入型 

技术原理：采用变压器作为充电机输入电压变换器件，将较高的交流电源电压变换为充电机需要的工作电压，并送入整流器件整流成脉冲直流电压。变压器为感性器件，其负载特性与电动机相同，在消耗有功功率完成充电任务外，还将产生一定的铁损、铜损、无功等损耗，使其效率大打折扣，而无功损耗还会增大电网线损，降低变压器的有效载荷，其效率通常只有80%～90%。尽管如此，变压器可以轻松承担巨大的负载电压变换的需要，仍是目前大功率、超大功率充电机的主流输入技术。

（2）开关电源输入型 

技术原理：将输入电源首先通过整流器件整流成直流高压电压，作为大功率开关器件（三极管、场效应管等）组成的高频振荡器的工作电源，将高频振荡器输出的频率在10kHz～1MHz之间的高压交流电，再通过变压器变换为充电机所需要的工作电压，送充电机整流器件再次整流成整流电压。开关电源基本不产生无功电流，功率因数接近于1，但仍不能避免谐波电流的产生。开关电源可以具备完善的稳压、保护功能，电路结构复杂，但随着电子器件的小型化、集成化以及成本的不断降低，体积大大缩小，成本大大降低，使其成为目前小功率充电器的主流技术，但在大功率、超大功率充电机中的应用还受到电源电压等级与开关功率管耐压的制约，35kV以上电源中极少采用。

（3）直流电压输入型 

技术原理：将输入的直流电压直接送入充电机充电回路。该技术需要以直流电源作为充电能源，仅限于有直流电源供应的场合，例如车载手机充电器、充电宝、手机等采用。