Восстановление кислотного аккумулятора: Восстановление кислотных аккумуляторов переменным током

Разное

Содержание

Восстановление кислотных аккумуляторов переменным током

   Напряжение электросети переменного тока представляет собой осциллограмму в виде синусоиды с положительными и отрицательными полупериодами.

   При зарядке аккумуляторов используется положительная часть синусоиды в однополупериодных и двухполупериодных выпрямителях постоянного тока.

   Ускорить процесс восстановления пластин аккумулятора без ухудшения состояния возможно, если использовать дополнительно отрицательный полупериод тока небольшой мощности.

   Ввиду низкой скорости химического процесса в электролите не все электроны достигают кристаллов сульфата свинца за отведенное время в десять миллисекунд, к тому же исходя из формы синусоиды напряжение в начале равно нулю, а затем растет и достигает максимума через пять миллисекунд, в последующие 5 мс оно падает и переходит через нуль в отрицательный полупериод синусоиды. Электроны средней части синусоиды обладают наибольшим энергетическим потенциалом и в состоянии расплавить кристалл сульфата свинца с переводом его в аморфное состояние.Восстановление кислотного аккумулятора: Восстановление кислотных аккумуляторов переменным током Электроны остальной части синусоиды, имея недостаточную энергию, не достигают поверхности пластин аккумулятора, или неэффективно воздействуют на их восстановление. Накапливаясь в молекулярных соединениях на поверхности пластин, они’ препятствуют восстановлению, переводя химический процесс в электролиз воды.

   Отрицательный полупериод синусоиды «отводит» электроны от поверхности пластин на исходные позиции с суммарной энергией, неиспользованной при первоначальной попытке расплавления кристалла сульфата свинца и энергии возврата. Идет раскачивание энергетической мощности с ее ростом, что в конечном результате позволяет расплавить нерастворимые кристаллы.

   Значение амплитуды напряжения отрицательного полупериода не превышает 1 /10… 1 /20 от тока эаря-да и является достаточной для возврата электронов перед следующим циклом подачи положительного импульса, направленного на расплавление кристалла сульфата свинца. При таком токе отсутствует вероятность переполюсовки пластин аккумулятора при отрицательной полярности.Восстановление кислотного аккумулятора: Восстановление кислотных аккумуляторов переменным током

   В практике используется несколько технологий восстановления, в зависимости от технического состояния аккумуляторов и условий предшествующей эксплуатации. Техническое состояние можно определить с помощью диагностического прибора или простой нагрузочной вилкой, при высоком внутреннем сопротивлении напряжение под нагрузкой заметно ниже,’ чем без нее — это означает, что поверхность пластин и внутренняя губчатая структура покрыты кристаллами сульфата свинца, который препятствует току разряда.

Характеристика устройства Напряжение электросети, В220
Напряжение аккумуляторов, В12
Емкость аккумуляторов, А*ч2…90
Вторичное напряжение, В2*18
Мощность трансформатора, Вт120
Зарядный ток, А0…5
Импульс тока, Адо 50
Мощность импульса, Втдо 1000
Разрядный ток, А0,25
Время заряда при восстановлении, мс1.Восстановление кислотного аккумулятора: Восстановление кислотных аккумуляторов переменным током ..5
Время разряда, мс10
Время восстановления, ч5…7


   Ранее используемые технологии восстановления имеют положительные и отрицательные качества: длительное время восстановления, большое энергопотребление, работа с кислотой, большие выделения газа, в состав которого входит взрывчатая смесь водорода с кислородом, необходимость мощной принудительной вентиляции и средств защиты при переливании кислоты при восстановительных работах. Положительным является конечный результат.

   Технология восстановления atf-кумуляторов длительным зарядом малым током была разработана в прошлом веке и применялась при незначительной сульфатации электродов, заряд проводился до начала газообразования, ток снижался ступенчато с небольшими перерывами. Такой метод и сейчас используется для восстановления пластин мощных промышленных аккумуляторов на низкое напряжение и ток до десятков тысяч ампер.Восстановление кислотного аккумулятора: Восстановление кислотных аккумуляторов переменным током Время восстановления составляет не менее пятнадцати суток.

   Второй метод представляет собой восстановление пластин в дистиллированной воде, он также длителен по времени и связан с заменой кислоты на воду с последующим зарядом, как в первом варианте. По окончании восстановления плотность выравнивается добавкой электролита.

   Возможно восстановление пластин кратковременной подачей большого зарядного тока в течении 1…3 ч. Недостаток такого метода состоит в резком сокращении срока эксплуатации аккумулятора, чрезмерном нагреве пластин и их коробление, повышенном саморазряде, обильном газовыделении кислорода и водорода.

   Технология восстановления свинцовых аккумуляторов переменным током позволяет в кратчайшее время снизить внутреннее сопротивление до заводского значения, при незначительном нагреве электролита.

   Положительный полупериод тока используется полностью при зарядке аккумуляторов с незначительной рабочей сульфатацией, когда мощности зарядного импульса тока достаточно для восстановления пластин.Восстановление кислотного аккумулятора: Восстановление кислотных аккумуляторов переменным током

   При восстановлении аккумуляторов с длительным послегарантийным сроком необходимо использовать оба полупериода тока в соизмеримых величинах: при токе заряда в 0,05С (С — емкость), ток разряда рекомендуется в пределах 1/10… 1/20 оттока заряда. Интервал времени тока заряда не должен превышать 5 мс, то есть восстановление должно идти на максимально высоком уровне напряжения положительной синусоиды, при которой энергии импульса достаточно для перевода сульфата свинца в аморфное состояние. Освободившийся кислотный остаток SO4 повышает плотность электролита до тех пор, пока все кристаллы сульфата свинца не будут восстановлены и повышение плотности закончится, при этом из-за возникшего электролиза напряжение на аккумуляторе возрастет. При зарядно-восстановитель-ных работах необходимо использовать максимальную амплитуду тока при минимальном времени его действия. Крутой передний фронт импульса тока заряда свободно расплавляет кристаллы сульфата, когда другие методы не дают положительных результатов.Восстановление кислотного аккумулятора: Восстановление кислотных аккумуляторов переменным током Время между зарядом и разрядом дополнительно используется на охлаждение пластин и рекомбинацию электронов в электролите. Плавное снижение тока во второй половине синусоиды создает условия для торможения электронов в конце зарядного времени с дальнейшим реверсом при, переходе тока в отрицательный полупериод синусоиды через нуль.

   Для создания условий восстановления применена тиристорно-диодная схема установки и регулирования тока синхронизированного с частотой электросети. Тиристор во время переключения позволяет создать крутой передний фронт тока и меньше подвержен нагреву во время работы, чем транзисторный вариант. Синхронизация импульса зарядного тока с электросетью снижает уровень помех, создаваемых устройством.

Рис. 1 

Момент повышения напряжения на аккумуляторе контролируется введением в схему отрицательной обратной связи по напряжению, с аккумулятора на ждущий мультивибратор на аналоговом таймере DA1 (рис. 1).

   Также в схему введен температурный датчик для защиты от перегрева силовых компонентов.Восстановление кислотного аккумулятора: Восстановление кислотных аккумуляторов переменным током Регулятор тока заряда позволяет установить начальный ток восстановления, исходя из значения емкости аккумулятора.

   Контроль среднего тока заряда ведется по гальваническому прибору — амперметру с линейной шкалой и внутренним шунтом. В показаниях амперметра токи алгебраически суммируются, поэтому показания среднего зарядного тока с учетом одновременной подачи с положительного тока отрицательного полупериода будут занижены.

   Не следует продолжительное время подавать на аккумулятор только отрицательный полу пери од тока — это приведет к разряду аккумулятора с переполюсовкой пластин.

   В заряженном аккумуляторе всегда идет саморазряд из-за разной плотности верхнего и нижнего уровня электролита в банке и других факторов, нахождение в буферном режиме подзарядки поддерживает аккумулятор в рабочем состоянии.

   Схема восстановления аккумуляторов переменным током (рис. 1) содержит небольшое количество радиодеталей.

   В состав схемы входит ждущий мультивибратор — формирователь синхронизированных с электросетью импульсов на аналоговом таймере DA1 типа КР1006ВИ1, усилитель амплитуды импульса на биполярном транзисторе обратной проводимости VT1, датчик температуры и усилитель напряжения отрицательной обратной связи VT2, узел питания и тиристорный регулятор зарядного тока.Восстановление кислотного аккумулятора: Восстановление кислотных аккумуляторов переменным током Напряжение синхронизации снимается с двухполупе-риодного выпрямителя на диодах VD3, VD4 и подается через делитель напряжения R13, R14 на вход 2 нижнего компаратора микросхемы DA1.

   Частота импульсов ждущего мультивибратора зависит от номиналов резисторов R1, R2 и конденсатора С1.

   В исходном состоянии на выходе 3 DA1 имеется высокий уровень напряжения при отсутствии на входе 2 DA1 напряжения выше1/3Uп, после его появления микросхема срабатывает с порогом, установленным резистором R14, на выходе появляется импульс с периодом 10 мс и длительностью, зависящей от положения регулятора R2, — времени заряда конденсатора С1. Резистор R1 определяет минимальную длительность выходных импульсов.

   Вывод 5 микросхемы имеет прямой доступ к точке 2/3Un внутреннего делителя напряжения. По мере роста напряжения на аккумуляторе в конце заряда открывается транзистор VT2 цепи отрицательной обратной связи и снижает напряжение на выводе 5 DA1, создается модификация схемы и длительность импульса уменьшается, время нахождения тиристора в открытом состоянии снижается.Восстановление кислотного аккумулятора: Восстановление кислотных аккумуляторов переменным током -лупериодного зарядногатока с длительностью, зависящей от положения регулятора тока R2. Резисторы R9, R10 защищают оптопару от перегрузок.

   Температура силовых элементов контролируется с помощью тер-морезистора R11, установленного в делителе напряжения цепи отрицательной обратной связи.

   Повышение температуры вызывает снижение сопротивления терморезистора и шунтирование транзистором VT2 вывода 5 DA1, длительность импульса сокращается — ток снижается.

   Питание таймера и RC-цепи в схеме стабилизировано стабилитроном VD1.

   Электронная схема питается от вторичной обмотки силового трансформатора через диоды VD2…VD4, пульсации сглаживаются конденсатором СЗ. Диод VD2 разделяет пульсирующее напряжение выпрямителя на диодах VD3, VD4 от напряжения питания таймера и усилителя на транзисторе VT1.

   Тиристор питается двухполупе-риодным пульсирующим напряжением и исполняет роль ключа с регулируемым временем включения положительных импульсов тока, отрицательный импульс подается в аккумулятор с однополупериодного выпрямителя на диоде VD5.Восстановление кислотного аккумулятора: Восстановление кислотных аккумуляторов переменным током

   Радиодетали в схеме установлены общего применения: микросхема таймера серии 555, 7555. Резисторы МЛТ 0,12, R15 — мощностью 5 Вт. Переменные резисторы типа СП. Трансформатор можно использовать типа ТПП 2*18 В/5 А. Диоды малогабаритные на ток до 5 А. Тиристор при емкости аккумулятора до 50 А*ч подойдет типа КУ202Б…Н с радиатором.

   Регулировку схемы устройства начинают с проверки напряжения +18 В, небольшие расхождения не влияют на работу прибора.

   Временно установив параллельно конденсатору С1 емкость в 0,1 мкФ, по вспышкам светодиода уточняют работоспособность таймера.

   В цепь катода тиристора для контроля его работы включают лампочку на напряжение 12 В и мощность 50…60 Вт. Мигание лампочки подтверждает исправность тиристора и его работу в допустимом тепловом режиме. Вращением вала установочного резистора R14 уста-навливают порог срабатывания микросхемы. После подключения в зарядную цепь аккумулятора необходимо выставить зарядный ток резистором R2 при среднем положении подстроечного резистора R12.Восстановление кислотного аккумулятора: Восстановление кислотных аккумуляторов переменным током При нагреве терморезистора R11 ток заряда должен уменьшится.

Рис. 2 

Элементы схемы, кроме выключателя, регулятора тока заряда, амперметра и предохранителя устанавливаются на печатной плате (рис. 2), остальное крепится в корпусе зарядного устройства.

   Технология восстановления аккумуляторов переменным током была разработана в 1999 г. и выполнена в изделии небольшой партией для патентного эксперимента.

   Литература

  1. И.П. Шелестов «Радиолюбителям — полезные схемы». Солон-Пресс. Москва. 2003 г.
  2. В. Коновалов. «Зарядно-восста- • новительное устройство для Ni-Cd аккумуляторов». — «Радио», №3/2006, стр. 53.
  3. В. Коновалов. «Измеритель Rbh АБ». — «Радиомир», №8/2004, стр. 14.
  4. В. Коновалов., А. Разгильдеев. «Восстановление аккумуляторов». -«Радиомир», №3/2005, стр. 7.
  5. В. Коновалов. «Пульсирующее зарядно — восстановительное устройство». — «Радиолюбитель», №5/2007, стр. 30.

   Автор: Владимир Коновалов г.Восстановление кислотного аккумулятора: Восстановление кислотных аккумуляторов переменным током Иркутск-43, а/я 380

Можно ли восстановить кислотные аккумуляторы?

Если так произошло, что аккумулятор вашего автомобиля сел настолько, что лампочки перестали гореть, или за время простоя в зимнюю пору батарея недозаряжалась и села, после чего полной зарядки аккумулятора хватает на очень короткий срок, – это явный признак, что аккумулятор подвержен паразитной сульфатации. Но отчаиваться не стоит, так как есть несколько методов и способов, как восстановить свинцово-кислотную аккумуляторную батарею, в том числе даже не обслуживаемую.

  • Почему деградируют аккумуляторы?
  • Способы восстановления кислотных аккумуляторов
  • Замена электролита

Есть несколько причин, по которым ёмкость аккумулятора преждевременно начинает падать. Основная – это сульфатация пластин, которая растёт от частых недозарядов, глубоких разрядов или длительно хранящихся разряженных аккумуляторов. Порой восстановленные батареи, особенно из сегмента бюджетных, могут прослужить дольше, чем только купленные.Восстановление кислотного аккумулятора: Восстановление кислотных аккумуляторов переменным током

Из данной статьи вы узнаете причины деградации аккумуляторных батарей, что позволит вам в дальнейшем правильно эксплуатировать их, значительно продлевая жизнь.

Почему деградируют аккумуляторы?

Каждый цикл заряда-разряда аккумуляторной батареи наносит разного рода структурные повреждения пластинам. В результате этого ёмкость аккумулятора постепенно снижается и с каждым разом это происходит всё больше, а она разряжается всё быстрее.

Как же происходит такой процесс деградации? Детальное изучение под электронным микроскопом выявило, что аккумуляторные батареи деградируют по принципу, схожему с распространением коррозии по металлу. Конкретнее она начинается в разных точках периметра пластин, а потом разрастается на всю поверхность. Если бы удалось получить точную карту распространения эрозии по материалу, тогда можно было бы разработать методы борьбы с данной проблемой, что в дальнейшем бы способствовало улучшению производительности аккумуляторных батарей.

Исследования показали, что аккумулятор разряжается значительно быстрее при эксплуатации на высоком напряжении.Восстановление кислотного аккумулятора: Восстановление кислотных аккумуляторов переменным током Например при 4,3 В батарея деградирует медленнее, чем при 4,7 В. Данная проблема и далее рассматривается более детально путём изучения химических реакций, происходящих в аккумуляторах.

Способы восстановления кислотных аккумуляторов

Начнём с наиболее серьёзных неисправностей и методов борьбы с ними. Аккумуляторную батарею с проблемой осыпания и замыканием пластин заряжать совершенно противопоказано, так как это не только не даст положительных результатов, но и, наоборот, ускорит процесс. Сначала нужно слить электролит, промыть ёмкости дистиллированной водой, пока вся грязь не будет вымыта. Тщательно проводите процедуру и не бойтесь переворачивать батарею. Если пластины осыпались очень сильно, на что указывает огромное количество мусора, тогда далее не стоит себя загружать бесполезной работой. Аккумулятору пора на покой. Но если же всё не так плохо, тогда продолжайте. Зачастую бывает так, что, устранив отпавшие частички, от короткого замыкания удается избавиться.Восстановление кислотного аккумулятора: Восстановление кислотных аккумуляторов переменным током

Далее необходимо провести десульфатацию пластин – удаление солевых отложений. Есть два способа её проведения. Первый – приобрести специальную десульфатизирующую присадку к электролиту. Второй – с помощью специального зарядного устройства. Если вы выбрали второй вариант, тогда уточните при покупке, предусмотрен ли в устройстве такой режим. Итак, перейдём к детальному рассмотрению технологии восстановления автомобильного кислотного аккумулятора.

1. Возьмите чистый электролит с плотностью 1,28 г/см3 и растворите в нём присадку для десульфатации. Это займёт двое суток. Касательно пропорций и других нюансов, вы всё сможете прочесть в инструкции.

2. Залейте электролит в батарею и проверьте плотность, она должна соответствовать вышеуказанному номиналу.

3. Выкрутите пробки банок аккумулятора и подключите зарядное устройство. Далее проведите несколько циклов заряда-разряда, чтобы ёмкость аккумулятора пришла в норму. Заряжать нужно небольшим током, примерно 10% от максимально допустимого.Восстановление кислотного аккумулятора: Восстановление кислотных аккумуляторов переменным током Проследите, чтобы в это время аккумулятор не грелся и не закипал. Когда напряжение на клеммах батареи стабилизировалось в пределах 13,8-14,4 В, уменьшайте ток до 5%. Если через пару часов плотность электролита не изменилась, значит, аккумулятор зарядился, можно завершать процесс.

4. Теперь наступает время для корректировки электролита. Если плотность его не номинальна, нужно довести до 1,28 г/см3, долив дистиллированную воду (если плотность выше необходимой) или более плотный электролит (если плотность ниже).

5. Следующий этап – разрядка. Подключите нагрузку и ограничьте ток до 1 А, и 0,5 А для 6-вольтового аккумулятора. Подождите, пока напряжение на клеммах не понизится до 10,2 В, для 6-вольтовой батареи — 5,1 В. Засеките время, так как этот параметр важен для измерения аккумуляторной ёмкости. Она вычисляется путём тока разряда, умноженного на время этого разряда. Если она ниже нормы, повторяйте цикл, пока ёмкость не приобретёт номинальный показатель.Восстановление кислотного аккумулятора: Восстановление кислотных аккумуляторов переменным током

6. Процесс подошёл к концу. Добавьте ещё немного присадки в банки и закрутите пробки. Поздравляем, такой аккумулятор прослужит ещё несколько лет. Существует и более быстрый способ восстановления автомобильных аккумуляторных батарей. Это займёт около часа. Делать нужно следующее:

1. Зарядите аккумуляторную батарею по максимуму.

2. Слейте электролит.

3. Несколько раз промойте дистиллированной водой.

4. Залейте специальный раствор трилона Б с содержанием 2% трилона Б и 5% аммиака.

5. Ждите минут 40-60. Будет видно, как происходит реакция. Если случай тяжёлый, процедуру нужно будет повторить несколько раз.

6. Слейте раствор и снова промойте раза три дистиллированной водой.

7. Залейте новый электролит и зарядите аккумулятор номинальным током.

Рекомендуем вам прочесть несколько полезных рекомендаций по правильному уходу за аккумуляторной батареей:

— чтобы аккумулятор прослужил дольше, проверяйте раз в квартал уровень и плотность раствора электролита.Восстановление кислотного аккумулятора: Восстановление кислотных аккумуляторов переменным током

Он, как правило, выкипает от перезаряда или в жаркое время, следовательно, увеличивается и плотность. Доливайте дистиллированную воду, доводя её до номинала.

— в зимнее время поднимите плотность немного выше номинальной, до 1,40 г/см3, только не больше.

— проводите зарядку батареи номинальным током — 0,1 от его ёмкости в ампер-часах. Например, если его ёмкость 55 А/ч, то заряжайте его током 5,5 А.

— не оставляйте зимой аккумулятор в гараже, который не отапливается. Он может замёрзнуть и стать непригодным для использования. Сильные морозы не каждый аккумулятор выдержит, особенно, если он старый или полностью разряженный.

— поддерживайте батарею в чистом состоянии, чтобы уберечь от утечки тока и других неожиданных неприятностей. Это увеличит его эксплуатационный срок.

Замена электролита

Посетить ближайший сервисный центр и выложить некоторую сумму денег, или заменить электролит самостоятельно – дело ваше. Но приятнее будет, конечно же, сделать это своими руками.Восстановление кислотного аккумулятора: Восстановление кислотных аккумуляторов переменным током

На подготовительном этапе вам потребуется следующее:

• Тара, куда будете сливать старый электролит.

• Ветошь.

• Резиновая груша для отсасывания остатков электролита.

• Зарядно-пусковое устройство с напряжением в 12 В.

• Аэрометр, которым будете замерять плотность электролита.

• Пластиковая или фарфоровая лейка (можно использовать самодельную).

• Длинные резиновые перчатки с повышенной защитой.

• Раствор электролита номинальной плотности.

Переходим непосредственно к самой процедуре:

1. Отсоедините аккумуляторную батарею от клемм и поставьте на ровную плоскость.

2. Снимите защиту и открутите крышки.

3. Резиновой грушей извлеките старый электролит.

4. Если электролит попал на открытые участки тела, немедленно промойте их мыльным раствором.

5. Промойте содержимое баночек дистиллированной водой до полнейшего удаления старого серного раствора.Восстановление кислотного аккумулятора: Восстановление кислотных аккумуляторов переменным током

6. Протрите чистой ветошью насухо.

7. Вскройте новый флакон с раствором и залейте до уровня пластмассовых фишек.

8. Замеряйте плотность электролита ареометром, она должна быть номинальной — 1,28 г/см3.

9. Подключите аккумулятор к зарядному устройству, и так, путем цикла «зарядка-разрядка», до полного восстановления плотности. Сила тока должна быть не более 0,1А.

10. Зарядка будет считаться успешно завершённой, когда все ёмкости будут выдавать ток в 2,4 В или на концах клемм 14 В.

Что делать в том случае, если аккумуляторная батарея неразборная? Всё достаточно просто. Выполняйте те же действия по порядку, что описаны ранее, только необходимо вычеркнуть пункт 2. На этом этапе возьмите дрель со сверлом 12 или 14 и над каждой банкой просверлите отверстия. Иного пути попросту нет, но слить старый электролит всё же нужно. После пункта 9, вырежьте небольшие пластмассовые круги чуть больше диаметра проделанных отверстий и разложите равномерно над ними.Восстановление кислотного аккумулятора: Восстановление кислотных аккумуляторов переменным током

Газовой горелкой расплавьте пластмассу, чтобы она запечатала ёмкости максимально плотно, дабы не был разлит серный кислотный состав. Это может разрушить пластины, что приведёт к полной непригодности батареи.

Как восстановить аккумуляторы — свинцово-кислотные 12 В

Как восстановить батареи — свинцово-кислотные 12 В

  • Автор сообщения: