Для тяговых щелочных аккумуляторов при шестичасовом режиме заряда принимается постоянный зарядный ток, равный 0,25 их номинальной емкости, т.е. при заряде аккумулятору сообщается количество электричества Q з = 1,5 Q н.
При постоянной величине зарядного тока предусматривается наличие источника постоянного тока с практически постоянным напряжением, к которому присоединяется батарея через реостат. Необходимость включения такого регулируемого сопротивления, поглощающего часть напряжения, вызывается тем, что во время заряда аккумуляторов напряжение на их зажимах увеличивается, поэтому для поддержания постоянства величины зарядного тока необходимо соответственно уменьшать сопротивление резистора, введенного в цепь заряжаемой батареи. Характер изменения сопротивления и напряжения на зажимах батареи при заряде по способу постоянной величины тока показан на рис. 2, а.
Рис. 2. Заряд при постоянной величине тока: а – характеристики заряда; б – схема включения; І – расчетная (средняя) величина тока; ІІ – фактическая величина тока; ІІІ – величина напряжения; ІV – величина включенного сопротивления.
В настоящее время для заряда аккумуляторных батарей рудничных электровозов применяют полупроводниковые зарядные устройства с автоматической стабилизацией зарядного тока.
Другим, более простым способом заряда аккумуляторной батареи является заряд путем непосредственного подключения ее к источнику постоянного тока, например к выходу неуправляемого выпрямителя. Для ограничения тока в зарядной цепи часто используют нерегулируемый резистор R (рис. 3, б). В этом случае по мере роста ЭДС батареи Е бпроисходит уменьшение зарядного тока I 3:
,
где U – напряжение источника;
R б – внутреннее сопротивление батареи аккумуляторов.
Рис. 3. Заряд при убывающей величине тока: а – характеристики заряда; б – схема включения.
При постоянном напряжении источника U напряжение на батарее по мере заряда постепенно повышается, так как уменьшается падение напряжения на резистор:
U б =U-I з R
Кривые зарядных тока и напряжения для этого способа заряда показаны на рис.3, а. Такой способ заряда получил название заряда при убывающей силе тока. Способ заряда при убывающей величине тока получил также название заряда по автоматической кривой. Никаких специальных устройств или схем для его осуществления не требуется. Очевидно, что при этом способе время заряда удлиняется по сравнению с предыдущим. Если при заряде по первому способу время заряда составляло 6ч, то при заряде по данному способу оно увеличивается до 10 ч. Это время может быть уменьшено до (7—7,5 ч), если допустить повышенную величину тока в начале заряда.
Промежуточное положение между режимами заряда убывающим и стабильным током занимает режим заряда ступенчатым изменением зарядного тока со стабилизацией его на каждой ступени. Такой способ заряда (обычно с двумя ступенями) нашел применение для свинцовых аккумуляторных батарей.
Режим заряда постоянным током не является наиболее рациональным из-за увеличения затрат энергии на газовыделение в конечной стадии заряда батареи, однако он позволяет осуществить заряд в минимальное время, что важно для угольных шахт, где в течение смены необходимо полностью зарядить и подготовить батарею к работе.
Лабораторная работа № 2.