RC Design / Статьи / Двигатели Автор – Виталий Пузрин
ВступлениеРечь пойдет об аккумуляторах, которые используются для питания электродвигателей на радиоуправляемых моделях. Такие аккумуляторы стоят недешево, поэтому, чтобы продлить срок их службы и полностью использовать емкость, с ними надо правильно обращаться. Так уж сложилось исторически, что первыми аккумуляторами, нашедшими применение в электромоделях, были NiCd (никель-кадмиевые). Дело в том, что электродвигатели, приводящие модели в движение, потребляют довольно большие токи. Изначально такие токи могли обеспечить только NiCd батареи. До сих пор они являются единственным и незаменимым источником энергии для многих электромоделей. Одни из самых часто используемых в моделизме NiCd элементов имеют диаметр 22 мм и длину 42 мм. Выбор аккумуляторов.Назвать конкретные аккумуляторы, которые подойдут к вашей модели – довольно сложно. Поэтому здесь будут приведены лишь общие принципы выбора.
ПайкаКонечно, вы можете купить готовую батарею, но многие моделисты предпочитают приобретать комплекты селектированных и неспаянных элементов. Обычно это обходится дешевле. В принципе, пайка особых сложностей не вызывает, но надо учитывать несколько моментов, чтобы не повредить аккумуляторы и добиться высокого качества соединений. Само собой разумеется, что вы должны обладать некоторыми навыками пайки, чтобы не испортить аккумуляторы. Взаимное расположение элементов в батарее может быть различным, и определяется только формой аккумуляторного отсека модели. Например, если речь идет об автомодели, для которой требуется батарея из 6 банок, то тут возможны 2 конфигурации:
При самостоятельной сборке элементы чаще всего располагаются вторым способом, так как пайка в этом случае наиболее простая. Весь процесс можно разбить на несколько этапов.
Замечание: при спайке элементов очень удобно использовать сборную опалубку в виде коробки по габаритам батареи, изготовленную из листового текстолита или подобного материала. Ее можно сделать самому или купить в хобби-магазине. Раз уж речь зашла о пайке батарей, надо коснуться и способа пайки аккумуляторов встык, без использования перемычек. Во-первых, перед тем как идти на такой подвиг, десять раз подумайте, надо оно вам или нет. Выигрыш по сопротивлению начинает сказываться при токах 70-100 ампер, а такое бывает, как правило, только на спортивных моделях (например, на планерах F5B). В большинстве же случаев токи аккумуляторов не превышают 40 ампер. Помните также, что если вы спаяете аккумуляторы встык без перемычек, то вы не сможете потом разобрать батарею, если это понадобится (например, чтобы заменить банку, которая вышла из строя). При пайке аккумуляторов встык необходимо использовать специальную насадку на паяльник в виде молотка, диаметром 12-15 мм и длиной 30-40 мм. Для выравнивания банок можно использовать алюминиевый уголок. С элементов можно снимать “рубашки”, оставляя только колечко у положительного полюса (на 27-баночной батарее это экономит около 10 грамм веса). На положительные полюсы также делаются изолирующие прокладки с отверстием в центре. Они защитят аккумулятор от брызг олова при пайке.Торцы банок необходимо залудить. Затем банки прогревают, вставив между ними “молоток”. После этого паяльник вынимают, а аккумуляторы быстро смыкают. Затягивать батарею в термоусадочную пленку или нет – решать вам. Вообще, такая обтяжка несколько ухудшает теплоотвод, поэтому, скажем, на “классических” 6-баночных батареях ее стараются не использовать, тем более, что затрудняется доступ к отдельным элементам для индивидуального разряда. Но если речь идет о большом количестве банок и экономии веса (отказ от использования циакрина), то без обтяжки уже никак не обойтись. ЗарядЗарядка силовых аккумуляторов отличается от зарядки обычных. Если обычные, как правило, заряжают током 0.1С (где С – емкость аккумулятора), то для силовых батарей требуется ток заряда 1.5С-2.5С. На заряд простых батарей уходит 10-14 часов. Силовые аккумуляторы заряжаются 20-40 минут. Механизм быстрой зарядки аккумуляторов отличается от обычного. В конце зарядки напряжение на элементе относительно быстро возрастает, а затем начинает снижаться. Посмотрите на зарядную кривую.
По пику напряжения зарядники и определяют, что процесс быстрой зарядки пора прервать. Зачастую после этого проводится второй короткий цикл заряда, для более полной накачки батареи. Величина пика может немного варьироваться в зависимости от производителя. Например, фирма Sanyo рекомендует величину спада напряжения из рассчёта на одну банку примерно 10 милливольт от пика напряжения. Внимание! В любом случае температура батареи при заряде не должна быть выше 45 градусов. Диапазон цен на быстрые зарядники колеблется от 20 до нескольких тысяч долларов. Все зависит от функциональных возможностей:
Конечно, тут перечислены далеко не все критерии, и многое также будет зависеть от фирмы-производителя. Вообще говоря, если вы хотите максимально использовать емкость своих батарей, то придется раскошелиться на нормальный компьютерный зарядник, с регулируемым током и желательно с разрядником. Для многих из вас зарядника за 100-300 долларов будет вполне достаточно. Ну а если разница в несколько процентов емкости для вас не принципиальна, то можно будет обойтись и более дешевыми зарядными устройствами. Наиболее качественные и известные модели зарядников предлагают фирмы Robbe, Graupner и Schulze. Можно еще добавить, что существуют различные модификации алгоритмов быстрого заряда, которые, по идее, должны приводить к более полной зарядке батарей. Однако на практике конечный эффект настолько неочевиден, что углубляться в такие тонкости нет смысла. Запомните лишь, что при работе с батареей стоит всегда обеспечивать ее полный цикл заряда/разряда. Тогда ваш аккумулятор прослужит дольше. РазрядПосле того, как батарея отработала, ее обязательно нужно разрядить. Если этого не сделать и сразу перейти к зарядке, то у аккумуляторов станет проявляться эффект памяти. Это выражается в том, что напряжение на банках при заряде немного повышается, а реальная емкость падает. Если ваше зарядное устройство не имеет встроенного разрядника, то можно воспользоваться лампочкой накаливания (или несколькими) на 12в и ток 3-20 ампер. Лампу необходимо отключить, когда спираль будет еле тлеть. Если этого не сделать и ждать “до победного конца”, то есть риск, что из-за разброса емкостей некоторые элементы батареи окажутся реверсированными (слегка заряженными в обратной полярности). Вообще говоря, можно купить специальный разрядник, который автоматически отключит нагрузку в нужный момент. Для еще более полной разрядки можно рекомендовать доразрядить каждый элемент по отдельности через кремниевый диод и резистор номиналом 50-100 ом. На рынке предлагаются готовые устройства, которые подключаются к каждому элементу батареи, и разряжают их до конца. Нюансы эксплуатацииНужно сразу заметить, что при обычной эксплуатации с аккумуляторами можно обращаться весьма вольно. Но когда речь идет о соревнованиях, часто бывает необходимо извлечь из батареи все до последнего. В этом случае аккумуляторы требуют намного более аккуратного и бережного обращения. Разница в энергоотдаче составляет всего несколько процентов, но порой от этого зависит победа в соревновании. Те, кто использует NiCd батареи, знают, что в начальный момент аккумулятор имеет повышенное напряжение, особенно в первую минуту работы, которое постепенно приходит в норму. Если батарею заряжать большим током, то аккумулятор будет выдавать повышенное напряжение дольше, хотя общее время отдачи энергии сократится. И наоборот, если заряжать меньшим током, то аккумулятор будет отдавать энергию более равномерно, а общее время работы чуть увеличится. На практике это значит, что в зависимости от режима эксплуатации можно подбирать оптимальный зарядный ток батарей. Например, тем, кто ездит в классе Stock, есть смысл заряжать аккумуляторы максимальным током (5 ампер). Ну а тем, кто ездит в классе Modified, возможно, будет полезно заряжать батареи помедленнее. Никогда не гоняйте батарею до самого конца (пока мотор не перестанет крутиться). При этом Вы можете разрядить некоторые элементы в батарее до их переполюсовки. Никогда не допускайте резких перепадов температур батареи. Да, после разряда аккумуляторы могут нагреться так, что их будет трудно держать в руках. Но это не повод использовать для охлаждения воду или холодильник. Лучше воспользоваться небольшим вентилятором и подождать полчасика или часик. Это, конечно, не быстро, но батарея прослужит намного дольше. Существует мнение, что для того, чтобы извлекать максимум энергии из NiCd батарей, желательно делать между рабочими циклами перерывы хотя бы в 24 часа (батарея отдыхает, примерно как резиномотор). Правда, справедливости ради, надо сказать, что у разных людей мнения тут расходятся, и результаты выходят самые разные (у кого-то прирост емкости получается, а у кого-то нет). ХранениеNiCd батареи надо хранить в разряженном состоянии. Лучше всего подключить цепочку из диодика и резистора на каждую банку, чтобы ограничить напряжение на уровне 0.5-0.7 в на элемент. Это также способствует выравниванию характеристик элементов, из которых состоит батарея. После длительного хранения батареи необходимо прогнать 2-3 цикла заряд/разряд током 3-5а, чтобы она вошла в рабочий режим и работала с полной отдачей. ЗаключениеНаверное, после прочтения этой статьи вы уже примерно поняли, что собой представляют силовые аккумуляторы и как с ними обращаться. Подводя итог, можно сказать, что, эксплуатируя аккумуляторы, нет смысла излишне усложнять свою жизнь. Конечно, когда речь идет о спорте, и тем более о мировых рекордах, то к эксплуатации батарей надо подходить со всей серьезностью. Ну а если вы используете батарею, чтобы покатать автомодель раз в неделю по лужайке перед домом, то многие нюансы можно и опустить. В этом случае зарядник можно взять попроще, разряд проводить при помощи лампы накаливания (без индивидуального разряда каждой банки). И еще один момент, касающийся утилизации отработавших аккумуляторов. Дело в том, что кадмий, содержащийся в NiCd элементах, по токсичности не уступает ртути. Поэтому во всех цивилизованных странах имеются пункты приема таких батарей, а стоимость переработки сразу включается в цену аккумуляторов. Более того, во многих местах запрещено использовать NiCd-элементы, которые не включены в общую программу утилизации (на которых отсутствует специальная маркировка). Обсудить на форуме | |
Зарядное устройство для свинцово-кислотных и Ni-Cd аккумуляторов
Главная » Источники питания » Зарядное устройство для свинцово-кислотных и Ni-Cd аккумуляторов
в Источники питания 0 2,109 Просмотров
Существует много способов зарядки аккумулятора. В частности зарядка постоянным током является популярным способом для свинцово-кислотных и Ni-Cd аккумуляторов. В данной схеме аккумулятор заряжается постоянным током, величина которого обычно должна составлять одну десятую от емкости аккумулятора в ампер-часах. Таким образом, например, для аккумулятора емкостью 4,5 А/ч постоянный ток зарядки будет равен 450 мА.
Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор
Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…
Подробнее
Данное зарядное устройство имеет следующие функции:
- Зарядное устройство позволяет заряжать аккумуляторы с напряжением 6В, 9В и 12В. Аккумуляторы, рассчитанные на другое напряжение, можно заряжать, изменив значений стабилитронов ZD1 и ZD2.
- Постоянный ток можно выставить в соответствии с емкостью аккумулятора, используя один из потенциометров и мультиметр, подключенный последовательно с аккумулятором.
- После полной зарядки аккумулятора и достижении определенного напряжения (например, 13,5 — 14,2В, в случае с аккумулятором на 12 В), зарядное устройство подаст световой сигнал и заряд автоматически прекратиться. И после этого нет необходимости сразу отключать аккумулятор от зарядного устройства.
- Если аккумулятор разряжен, то устройство выдаст световой сигнал глубокого разряда.
- Ток покоя меньше 5 мА и в основном из-за стабилитронов.
- Напряжение источника питания от 9 до 24 В.
- Зарядное устройство защищено от короткого замыкания.
Диод D1 представляет собой низкочастотный диод Шоттки SB560 с пиковым обратным напряжением 60В при 5A. Можно так же поставить диод 1N5822, имеющий обратное напряжение 40В при 3A.
Для схемы минимальное напряжение источника питания должно быть не менее суммы «Падение напряжения на диоде D1 + напряжение полностью заряженного аккумулятора + VDSS полевого транзистора + падение напряжения на R2», что примерно равно «Напряжение полностью заряженного аккумулятора + 5 В». Например, если мы возьмем 12 вольтовый аккумулятор и его напряжение при полной зарядке 14В, то напряжение источника должно быть 14 + 5 = 19 В.
Для простоты эта схема зарядного устройства разделена на три блока: источник постоянного тока, защита от перезарядки и блок защиты от глубокого разряда.
Блок питания 0…30 В / 3A
Набор для сборки регулируемого блока питания…
Подробнее
Источник постоянного тока построен на MOSFET транзисторе T5, транзисторе T1, диодах D1 и D2, резисторах R1, R2, R10 и R11 и потенциометре VR1. Диод D2 — высокостабильный источник опорного напряжения LM236-5. Так же можно использовать LM336-5.
При помощи потенциометра VR1 напряжение затвор-исток (VGS) транзистора T5 необходимо выставить чуть выше 4 В. Изменяя VGS, подобрать зарядный ток в зависимости от емкости аккумулятора. Сначала определите зарядный ток (одна десятая от емкости аккумулятора Ah).
Подключите мультиметр в режиме измерения тока последовательно с аккумулятором и источником питания, медленно вращайте потенциометр VR1, пока зарядный ток не достигнет требуемого значения.
Блок защиты от перегрузки и глубокой разрядки показан в пунктирной области схемы. Все компоненты в этом блоке оценивают максимальное напряжение аккумулятора, а не напряжение источника постоянного тока. Поэтому схема работает в широком диапазоне источника напряжения и без какого-либо влияния на величину тока зарядки. Перед зарядкой установите напряжение заряда и напряжение глубокого разряда аккумулятора с помощью потенциометров VR1 и VR2.
В режиме защиты от перезарядки стабилитрон ZD1 начинает проводить ток после достижения его пробивного напряжения. Когда аккумулятор полностью заряжен (скажем, 13,5 В в случае с 12-вольтовым аккумулятором) установите сопротивление VR2 такое, чтобы транзистор T5 был заперт, что приведет к прекращению зарядки.
Свечение светодиода LED1 указывая на то, что аккумулятор полностью заряжен. Когда светодиод LED1 светится, также светится внутренний светодиод оптрона. В результате напряжение затвора (VGS) транзистора T5 становится нулевым и зарядка прекращается.
В процессе зарядки стабилитрон ZD2 проводит ток в результате чего транзистор открыт, а транзистор Т4 закрыт. Если напряжение аккумуляторной батареи упадет, скажем до 11 В (в случае с аккумулятором на 12 В) отрегулируйте потенциометр VR3 таким образом, чтобы транзистор Т3 был заперт и Т4 открыт.
Свечение светодиода LED2 указывая на то, что напряжение аккумулятора низкое. Значения стабилитронов ZD1 и ZD2 подойдут для аккумуляторов на 6В, 9В и 12В. Для других напряжений вам необходимо соответствующим образом изменить значения ZD1 и ZD2.
Источник
Портативный паяльник TS80P
TS80P- это обновленная версия паяльника TS80 Smart, работающий от USB…
Подробнее
NiCd аккумуляторзарядное устройство 2018-01-17
С тегами: NiCd аккумулятор зарядное устройство
Ввод в эксплуатацию NiCd-аккумуляторов с помощью MicroGenius 2, S2, S4
Указания по применению 26 – щелкните здесь для загрузки в формате .pdf Введениезарядные устройства MicroGenius 2 или MicroGenius S2/S4. Никель-кадмиевые (NiCd) аккумуляторы могут поставляться уже заряженными или в разряженном состоянии. Проверьте тип вашей никель-кадмиевой батареи, чтобы определить, требуется ли ее ввод в эксплуатацию. Аккумуляторы с конструкциями из металлокерамических пластин обычно поставляются разряженными, а конструкции с карманными пластинами обычно поставляются заряженными. Каждый тип имеет свой режим запуска и ввода в эксплуатацию. Во всех случаях рекомендуется ввод в эксплуатацию перед использованием. Ввод в эксплуатацию требуется для агломерационной пластины/разгрузочной конструкции.
Какое зарядное устройство следует использовать?Все зарядные устройства MicroGenius 2, S2 и S4 можно использовать для ввода в эксплуатацию NiCd аккумуляторов. Зарядное устройство MicroGenius 2 лучше всего подходит для ввода в эксплуатацию никель-кадмиевых аккумуляторов, если оно оснащено дополнительной клавиатурой. Клавиатура обеспечивает немедленный доступ к настройке и запуску режима ввода в эксплуатацию. Для ввода в эксплуатацию зарядных устройств MicroGenius 2, не оснащенных клавиатурой, необходимо использовать утилиту SENS Setup Utility на базе ПК и аппаратный адаптер SENSbus. SENS настоятельно рекомендует использовать зарядное устройство MicroGenius 2 с дополнительной клавиатурой для ввода в эксплуатацию никель-кадмиевых аккумуляторов. Все зарядные устройства MicroGenius S2 и S4 оснащены клавиатурой для простого ввода в эксплуатацию никель-кадмиевых аккумуляторов.
Ввод в эксплуатацию батарей с клавиатуройИспользуйте клавиатуру на передней панели для настройки параметров и запуска режима ввода в эксплуатацию при использовании зарядных устройств MicroGenius 2 с дополнительной клавиатурой или зарядных устройств MicroGenius S2/S4 (которые по умолчанию включают клавиатуру).
- Используя клавиатуру, перейдите в меню «Battery Set-up» и прокрутите вправо, чтобы настроить пусковое напряжение, ток и продолжительность. Выберите соответствующий выход для зарядных устройств с несколькими выходами. Каждый выход настраивается независимо.
- SENS обычно рекомендует вводить в эксплуатацию никель-кадмиевые аккумуляторы при напряжении 1,65 В на элемент и 100% номинального тока зарядного устройства в течение 48 часов. Идеально вводить в эксплуатацию никель-кадмиевые аккумуляторы с настройками, указанными производителем аккумуляторов. Если эти значения недоступны, используйте рекомендуемые значения SENS.
- После настройки параметров продолжайте прокручивать вправо, чтобы включить ввод в эксплуатацию. Зарядное устройство будет подавать напряжение и ток для ввода в эксплуатацию до истечения часов ввода в эксплуатацию.
- Ввод в эксплуатацию недоступен для типов VRLA, AGM, блоков питания и ультраконденсаторных батарей.
- Во время ввода в эксплуатацию аварийный сигнал отключения из-за перенапряжения возникает примерно при 102 % напряжения заряда при вводе в эксплуатацию, и температурная компенсация не активна.
- После завершения ввода в эксплуатацию зарядное устройство автоматически вернется к настройкам, настроенным для нормальной зарядки, включая температурную компенсацию и аварийный сигнал отключения при перенапряжении.
При использовании зарядных устройств MicroGenius 2 без клавиатуры используйте утилиту настройки SENS и адаптер SENSbus для ввода в эксплуатацию NiCd аккумуляторов. Эта процедура предполагает, что зарядное устройство не было предварительно запрограммировано с помощью утилиты настройки SENS.
- Загрузите утилиту настройки SENS с веб-сайта SENS (sens-usa.com/support/download-center/) и установите ее на ПК. Для компьютеров с ОС Windows 7, 8 или 8.1 см. приложение к руководству пользователя SENS Setup Utility, чтобы установить драйвер утилиты (руководство включено в SENS Setup Utility или скачать здесь).
- Подключите адаптер SENSbus от USB-порта компьютера к разъему RJ-45 SENSbus зарядного устройства, расположенному на печатной плате.
- Открытие утилиты настройки SENS
- Перейдите в меню «Батарея (система)», а затем на вкладку «Основные»
- Установите «Тип батареи» на «NICD» и нажмите кнопку «УСТАНОВИТЬ ПО УМОЛЧАНИЮ», чтобы настроить стандартные настройки NiCd.
- Настройте «Количество элементов» на соответствующее количество элементов NiCd батареи.
- Утилита может использоваться для настройки всех параметров зарядного устройства, и зарядное устройство может использовать эти параметры постоянно, а не использовать параметры, настроенные на заводе SENS. Перемычки основной платы будут удалены позже в этом процессе, чтобы включить режим ввода в эксплуатацию, и могут быть оставлены навсегда, чтобы использовать запрограммированные значения, а не заводские значения по умолчанию. Перемычки можно заменить, чтобы использовать заводские настройки, а не запрограммированные настройки. Если вы хотите, чтобы зарядное устройство использовало настройки, настроенные с помощью утилиты, после завершения ввода в эксплуатацию, проверьте или отрегулируйте выходные параметры по желанию. Как минимум, проверьте правильность значений плавающего и добавочного напряжения.
- Перейдите на вкладку «Комиссия».
- Отрегулируйте настройки «Напряжение комиссии», «Ток комиссии» и «Длительность комиссии».
- SENS обычно рекомендует вводить в эксплуатацию никель-кадмиевые батареи при напряжении 1,65 В на элемент и 100% номинального тока зарядного устройства в течение 48 часов. Идеально вводить в эксплуатацию никель-кадмиевые аккумуляторы с настройками, указанными производителем аккумуляторов. Если эти значения недоступны, используйте рекомендуемые значения SENS.
- Сохраните настроенные значения в зарядном устройстве, нажав кнопку «СОХРАНИТЬ НАСТРОЙКИ АККУМУЛЯТОРА В БЛОКИ» внизу справа.
- Снимите все перемычки конфигурации выходов с основной платы зарядного устройства, чтобы включить ПРОГРАММНЫЙ РЕЖИМ. В ПРОГРАММНОМ РЕЖИМЕ мощность зарядного устройства определяется значениями, запрограммированными в зарядном устройстве с помощью утилиты. Примечание. Если зарядное устройство не было предварительно запрограммировано, снятие всех перемычек приведет к состоянию ошибки до завершения программирования.
- Войдите в режим ввода в эксплуатацию, нажав кнопку «НАЧАТЬ ЗАРЯДКУ В ЭКСПЛУАТАЦИЮ».
- Зарядное устройство будет подавать пусковое напряжение и ток до истечения времени ввода в эксплуатацию.
- Ввод в эксплуатацию недоступен для типов батарей VRLA, AGM, блоков питания и ультраконденсаторов.
- Во время ввода в эксплуатацию аварийный сигнал отключения из-за перенапряжения возникает примерно при 102 % напряжения заряда при вводе в эксплуатацию, и температурная компенсация не активна.
- После завершения ввода в эксплуатацию зарядное устройство автоматически вернется к настройкам, настроенным для нормальной зарядки в ПРОГРАММНОМ РЕЖИМЕ, включая температурную компенсацию и аварийный сигнал отключения при перенапряжении. При желании оставьте зарядное устройство в ПРОГРАММНОМ РЕЖИМЕ постоянно. В качестве альтернативы замените перемычки на основной плате, чтобы вернуться к ранее выбранным или заводским настройкам.
По любым вопросам звоните в отдел обслуживания клиентов SENS по телефону 303-678-7500, x137
Ni-Cd аккумуляторы ACE LEDS по сравнению с LiFePO4 аккумуляторами
Ni-Cd аккумуляторы по сравнению с LiFePO4 аккумуляторами для аварийного освещения и продуктов безопасности
Преимущества (+) и недостатки (-) и нейтральность (0) LiFePO4 и Ni-Cd аккумуляторы
Параметр / Характеристика
Описание
LiFePO4
Удельная энергия
Энергия на единицу массы
Объем энергии Плотность (наименьший размер)
Энергия на единицу объема
Удельная мощность
Мощность на единицу массы
Экологическая безопасность. Количество циклов зарядки и разрядки
Емкость при низкой температуре (0–25 °C)
Полезная емкость батареи при высокой температуре
Емкость при низкой температуре (0–25 °C)
LiFePO4 должен быть снижен для низких температур
Эффективность приема заряда
LiFePO4 заряжается более эффективно
Низкий саморазряд
LiFePO4 имеет более низкий внутренний саморазряд
Восстановление при глубоком разряде восстановление после глубокого разряда
Стоимость аккумулятора
Стоимость аккумулятора
Сложность зарядного устройства и электроники
NiCd просто
Стоимость зарядного устройства и электроники
NiCd дешевле
Цепочка поставок, доступность в будущем
Цепочка поставок LiFePO4 улучшается, NiCd ухудшается
Самая высокая общая ценность для аварийного освещения Энергия на единицу массы. Аккумуляторы LiFePO4 обладают большей энергоемкостью при данной массе, чем Ni-Cd аккумуляторы, что означает, что аккумуляторы LiFePO4 весят меньше, чем Ni-Cd аккумуляторы.