Проблемой продления работоспособности свинцовых аккумуляторов авторы статьи занимались не один десяток лет – разработаны технологии восстановления свинцовых аккумуляторов, проведены сотни лабораторных работ на аккумуляторах ёмкостью от 4 до 2200 А/час и напряжением от 1,5 до 110 вольт. Благодаря сотрудничеству лаборатории и организаций: Российской Железной Дороги, Речфлотом, Автотрансом, Аккумуляторными Компаниями, Минатомом и другими фирмами - разработаны ряд зарядно - восстановительных устройств, которые прошли апробирование в единичных экземплярах, даны рекомендации по эксплуатации аккумуляторов, восстановления их технических характеристик, снижения взрывоопасных выбросов водорода и кислорода, улучшение экологической обстановки и уменьшение расходов на зарядно- восстановительные работы.
Аккумуляторы теряют свои свойства не только в промышленных установках, но и в современном автотранспорте после двух-трёх лет эксплуатации.
Причины снижения качества – отсутствие профилактических работ по восстановлению электродов пластин аккумулятора.
Аккумуляторы в автомобилях используются в смешанном режиме эксплуатации: при заводке двигателя потребляется значительный стартовый ток, в поездке аккумулятор заряжается в буферном режиме небольшим током от генератора.
При неисправной автоматики автомобиля ток зарядки может быть недостаточным или привести к перезаряду - при повышенных значениях.
Кристаллизация пластин, повышенное напряжение заряда, преждевременный электролиз с обильным выделением сероводорода и недостаточная емкость в конце заряда сопровождают работу такого аккумулятора.
Признаки сульфатации пластин аккумулятора:
- Уменьшение ёмкости аккумулятора;
- Повышенное напряжение на электродах;
- Кипение и газообразование;
- Нагрев и коробление пластин.
Восстановить нормальную работу аккумулятора непосредственно от автомобильного генератора невыполнимо ввиду незначительного превышения напряжения генератора над аккумулятором и постоянной составляющей тока заряда - для этого используются зарядные устройства.
Ток разряда аккумулятора в течении 10-ти часов всегда равен ёмкости аккумулятора. Если напряжение при разряде упало до 1,92 вольта на элемент, раньше чем за десять часов, то и ёмкость во столько меньше.
В некоторых автомобилях используется по два аккумулятора общим напряжением 24 вольта. Разные токи разряда, из-за того, что на первый аккумулятор подключена вся нагрузка с напряжением 12 вольт (телевизор, радио, магнитофон …), которая питается от аккумулятора на стоянке и в пути, а второй нагружается только во время пуска стартера и разогрева свечи в дизельном двигателе. Регулятор напряжения не во всех автомобилях автоматически отслеживает напряжение заряда аккумулятора с разницей в зимнее и летнее время, что приводит к недозаряду или перезаряду аккумулятора.
Необходимо восстанавливать аккумуляторы отдельным зарядным устройством с возможностью регулирования тока заряда и разряда на каждом аккумуляторе.
Такая потребность натолкнула на создание зарядно- разрядного устройства на два канала с раздельной регулировкой тока заряда и тока разряда, это очень удобно и позволяет подобрать оптимальные режимы восстановления пластин аккумулятора исходя из их технического состояния.
Плотность электролита должна после восстановления аккумулятора, соответствовать паспортной для данного района эксплуатации, на севере плотность выше чем в тёплых районах - летом и зимой.
Не следует плотность подгонять доливкой электролита.
Восстановление ёмкости переполюсовками . При абсорбции органических поверхностно – активных веществ на отрицательных пластинах является способ периодической переполюсовки аккумулятора. Приложение высокого потенциала к отрицательной пластине приводит к сгоранию поверхностно-активных веществ, вызывающих сульфатацию пластин.
Использование циклического режима восстановления приводит к значительному снижению выхода газов водорода и кислорода из-за их полного использования в химической реакции, ускоренно восстанавливается внутреннее сопротивление и ёмкость до рабочего состояния, отсутствует перегрев корпуса и коробление пластин.
Восстановление аккумулятора импульсным током . Импульсные токи по форме, амплитуде и времени значительно отличаются от синусоидального.
Амплитуда импульса такого тока восстановления, как правило, превышает средний ток заряда в 5-10 раз. Повредить пластины аккумулятора такой ток не может, а вот расплавить застарелые кристаллы сульфата свинца в состоянии, и за короткое время. При средней величине зарядного тока в пять ампер импульс может достигать амплитуды в 50 ампер, достичь такой амплитуды тока возможно при значительной величине напряжения заряда в 24-26 вольт.
Ввиду короткого по времени импульса в несколько микросекунд нагрева аккумулятора и кипения практически не наблюдается, восстановление можно производить в помещении при отсутствии принудительной вытяжки.
Мощность зарядного тока на аккумуляторе не превышает мощности простого зарядного на диодном мосте, а мощность единичного импульса может достигать 1200ватт, что достаточно для перевода сульфата свинца в аморфный свинец.
Между двумя импульсами зарядного тока всегда присутствует промежуток времени без тока, достаточный для восстановления электронного равновесия в электролите.
Схему, для ускорения процесса восстановления, следует дополнить цепью разрядного тока небольшой величины.
Зарядно-восстановительное устройство, выполненное по схеме (Рис.1). Схема и трансформатор помещаются в стандартный корпус блока питания компьютера.
Характеристики устройства
:
Напряжение сети 220 В
Вторичное напряжение 16-18 В
Мощность трансформатора 100 Ватт
Время импульса заряда 2-5 мс
Время разряда 1-3 мс
Время восстановления 5-12 часов
Ток заряда 1/20 С.
С-ёмкость в А/час.
Ток разряда 0,05-0,2А
Ток разряда при зарядке ассиметричным током должен составлять не более 1/10 тока заряда.
Новые технологии зарядки и восстановления аккумуляторов, позволяют снизить мощность на регенерацию пластин, хотя зарядка аккумуляторов в современных автомобилях не претерпела существенных изменений - за более вековой период, что как и раньше приводит, практически вечные аккумуляторы, к преждевременной кристаллизации, повышению внутреннего сопротивления и ухудшению пусковых характеристик.
Задающий генератор в схеме реализован на двух транзисторах разной проводимости VT1 и VT2. Аналог двухбазового диода включен в цепь моста - слева резисторы R1R2R3R4 справа R5R6.
Питание генератора выполнено от параметрического стабилизатора на напряжение стабилизации 16 вольт на элементах VD1VD2R9.
Генератор на транзисторах по сравнению с классическим генераторам на двухбазовом диоде легче модифицировать. В данном варианте имеются внешние цепи по регулировке тока - R1 с ограничением резистором R3. Цепь поддержания температурного режима схемы выполнена с помощью терморезистора - R2.
Для подачи тока обеих полярностей в аккумулятор не требуется установка двух идентичных генераторов, положительный импульс восстановления формируется тиристором VS1.
Импульс управления с эмиттера транзистора VT2 через ограничительный резистор R7 поступает на внутренний светодиод оптопары U1. Внутренний транзистор оптопары открывает ток через ограничительный резистор R8 с анода тиристора VS1 на управляющий электрод, при отрицательной полуволне синусоиды напряжения вторичной обмотки трансформатора Т1 на катоде VS1.Ток открытого тиристора VS1 поступает на зарядку аккумулятора GB1.
Время включения зависит от номиналов резисторов R1,R2,R3 и конденсатора С1.
При положительной полуволне на трансформаторе Т1 открывается тиристор VS2 и в аккумулятор поступает разрядный ток, синхронно с зарядным но меньшим по величине. Поскольку разрядный ток не должен быть выше 1/10 зарядного- установлен ограничитель разрядного тока, резистор R11.
Цепь R13 VD3 создаёт, для запуска, смещение на минусовой шине генератора на транзисторах VT1 VT2, при закрытых в начальный момент тиристорах VS1VS2.
Ширина импульса генератора должна перекрывать ширину полного периода синусоиды вторичной обмотки - более 10 мсек.
Регулировка зарядно-разрядного тока выполняется резистором R1.
Терморезистор R2 снижает зарядный ток при перегреве тиристоров.
Элементы R12 HL1 РА1 индицируют верность подключения аккумулятора к зарядно- восстановительному устройству и суммарный ток восстановления.
В схеме используются радиодетали, характеристика и возможная замена которых рекомендована в таблице 1.
|
№ по схеме |
Наименование |
Тип по схеме |
Возможная замена |
Примечание |
|
Резистор |
Переменный |
|||
|
Резистор |
||||
|
Резистор |
||||
|
Конденсатор |
||||
|
Конденсатор |
||||
|
Конденсатор |
||||
|
Транзистор - PNP |
||||
|
Транзистор - NPN |
||||
|
Стабилитроны |
||||
|
Оптопара |
||||
|
Трансформатор |
ТН-1 24В 100ватт |
ТПП, ТС 18-24 В 60-100ватт |
||
|
Тиристор |
С радиатором |
|||
|
Тиристор |
Новое крепление |
|||
|
Амперметр |
М4100 5Ампер |
|||
|
Светодиод |
Любой цвет |
|||
|
Резистор |
||||
Наладку схемы начинают с проверки монтажа. Вместо аккумулятора GB1 на гнёзда выхода подключается лампочка 12 вольт 20-50 свечей, регулятором тока R1 проверяется изменение яркости от минимального до максимального уровня. Разрядный ток можно проверить, подключив амперметр в разрыв анодной цепи тиристора VS2.
Тиристор VS1 и трансформатор Т1 устанавливаются вне платы.
Регулятор тока - R1, амперметр - PU1, светодиод - HL1 и выключатель SA1 крепятся на передней панели.
Терморезистор R2 крепится на радиаторе тиристора VS1 и отслеживает его перегрев.
Использованная литература:
1. В.Сорокоумов. Импульсное зарядное устройство. Радио№8, 2004г С.46.
2. И.П.Шелестов. Радиолюбителям полезные схемы. Книга 5.С.108. Солон-Пресс. 2003г.
3. Б.Соколов. Усовершенствование электронного балласта. Радио №6, 2006г С27.
4. А.Петров. Импульсный блок питания. Радиомир. №7,2002г с.12.
5. В. Коновалов. «Автомобили и аккумуляторы». Методическое пособие Центра ДТТ. г.Иркутск. 2009г. С70.
6. М.Дорофеев. Снижение уровня помех от импульсных источников питания. Радио №9.2006г.С38-40.
7. В.Коновалов. Зарядное устройство на импульсном блоке питания. Радиолюбитель №10,2009г С.36-39.
8. В.Коновалов. М.Мальков. Зарядное устройство на тиристорном инверторе. Радиолюбитель №12, 2009г С.46-48.
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VT1 | Биполярный транзистор | КТ361А | 1 | МП41-42Б | В блокнот | |
| VT2 | Биполярный транзистор | КТ815Б | 1 | Аналог: КТ972 | В блокнот | |
| VD1, VD2 | Стабилитрон | Д814Г | 2 | Д814Д | В блокнот | |
| VS1 | Тиристор | Т122-25 | 1 | КУ202Б-Н. С радиатором | В блокнот | |
| VS2 | Тиристор | ВТ139 | 1 | КУ201Б-Г | В блокнот | |
| U1 | Оптопара | LTV817 | 1 | Аналог: 816 | В блокнот | |
| HL1 | Светодиод | АЛ307Б | 1 | АЛ307Г | В блокнот | |
| C1 | Конденсатор | 1 мкФ | 1 | В блокнот | ||
| C2 | Конденсатор | 0.22 мкФ | 1 | В блокнот | ||
| C3 | Конденсатор | 0.1мкФ 100 В | 1 | В блокнот | ||
| R1 | Переменный резистор | 47 кОм | 1 | В блокнот | ||
| R2 | Термистор | 220 кОм | 1 | В блокнот | ||
| R3 | Резистор | 3.3 кОм | 1 | 0.25 Вт | В блокнот | |
| R4 | Резистор | 120 кОм | 1 | 0.25 Вт | В блокнот | |
| R5 | Резистор |
Приветствую вас друзья. Сегодня я расскажу вам о самом эффективном способе восстановления емкости у свинцово-кислотных аккумуляторов.
В период даже самой правильной эксплуатации, аккумулятор каждый день теряет свою емкость. И в один прекрасный момент его заряда не хватает, чтобы завести двигатель автомобиля. Обостряется данный пример с приходом холодов.
Естественно автолюбитель ставит аккумулятор на зарядку и спустя некоторое время видит, что батарея не заряжается, а напряжение при зарядке стоит как в норме – 14,4-14,7 В или выше (12,6 без зарядника).
Восстановил автомобильный аккумулятор переполюсовками, что из этого получилось после простоя АКБ. Испробовал я данный метод и теперь могу точно сказать: он работает. Но если учесть, какие аккумуляторы прошли через мои руки и после разборки я наблюдал не радужную картину, добавлю подходит не для всех аккумуляторов, и в некоторых случаях данный метод даже очень опасен!
Все дело в том, что любые аккумуляторы имеют износ пластин, на сколько износ сильный никто не знает, так как аккумуляторы обычно не прозрачные и тем более не разборные. А значит, насколько сильный износ пластин или насколько много мусора осыпалось на дно банки, вы тоже посмотреть не можете.
Соответственно, при переполюсовке АКБ на обратную полярность, происходит сильная реакция внутри банок аккумулятора, которое сопровождается постепенным растворением сульфата. При этом раствор в банках из-за реакции начинает сильно двигаться. Ну не кипит он, а идет хим реакция с выделением водорода. Если на дне АКБ есть шлак от рассыпавшихся пластин, самое страшное при такой реакции, если коротнет шлак поднятый со дна между пластин. Это будет самый эпичный последний экшен АКБ.
Поэтому нужно максимально разрядить АКБ перед полюсовкой, далее заряжать током, при котором АКБ будет выделять минимальное количества водорода. Идеально, если очень много очень мелких пузырьков. В случае бурления нужно уменьшить ток. Эффективно заряжать переполюсованный аккумулятор 55Ач током 2А примерно 26-29 часов, примерно мне именно это время понадобилось довести АКБ до напряжения 13.9 Вольт. Так как при обратной полярности напряжение ниже из-за разницы пластин А и К, и из-за того, что контакты под клеммы разные, я стал переполюсовывать аккумулятор назад.
Тут возникла сложность. Это сильное выделение водорода и сильный нагрев пластин аккумулятора, из-за того что плотность и заряд в банках разный. Разряд банок постоянным током- это сильная нагрузка на АКБ и на само зарядное устройство. Мне помог следующий метод.
Я импульсами подключал и отключал зарядное устройство. Частота импульсов 2 сек заряд, 2 сек отдых ЗУ и после такого подключения реакция в банках уменьшилась, а аккумулятор быстро поменял полярность, при этом ток заряда был, не поверите 10А, все дело в том, что для ЗУ даже на 6 вольтах напряжении заряда сопротивление АКБ при 0 -1 вольта было равносильно короткому замыканию.
Из-за чего греется АКБ: из-за потери по емкости проблемных банок и из-за того, что не проблемные банки сопротивляются тем, которые сдались, это прям как война добра со злом. 🙂 Без постоянного нападения войны не выиграть. Но огромный плюс этой войны заключается в том, что проблемные банки как раз в этот момент начинают максимально отчищаться от сульфата.
При обратной переполюсовке, обязательно поместить АКБ в максимально холодную воду, тем самым химические процессы будут менее опасны.
Почему я рекомендую поменять электролит, все дело в том что после того, как я зарядил аккумулятор плотность зашкаливала за 1.32, при любом токе заряда, аккумулятор начинал бурлить. при этом ток заряда не уменьшался. По началу я думал, что произошло КЗ пластин, но муть в банках мне не давала покоя и я решил рискнуть ее поменять.
Предупреждаю нужно доводить до нужной плотности не с нужного электролита, а с дис. воды, так как пластины пропитаны электролитом и после заливки, например, 1.27 вы получите плотность за 1.35, и пластины могут просто коротнуть!
В общем, залил я раствор и о чудо АКБ перестал кипеть,перестал нагреваться, и ток после заряда до 14.9 вольт падал до 500мА — это нормально.
И только после этого я вздохнул с облегчением. Следующим шагом было проверить АКБ на емкость и саморазряд. Раньше акб у меня садился в ноль на четвертые сутки, последний раз я еле завел на начало третьих.
Вот, ваш дорогой аккумулятор полностью поломался. Начались такие проблемы как вскипание после пяти минут подключения к зарядному устройству, или же он не берет заряда, а вот обыкновенная автомобильная лампочка всецело его разряжает всего за несколько минут в ноль. И вот, вы стоите и думаете «Что же делать, выбросить или попробовать восстановить источник питания». На сегодняшний день имеется достаточно большое количество разнообразных вариантов возрождения АКБ, а одна из них это переполюсовка вашего источника питания. Вам и так нечего терять…
Но предупреждаем, это весьма радикальные меры, это необходимо делать, когда другого выхода уже нет! В частности, сульфатация источника питания так сильна, что ее уже ни какими методами не уберешь и даже методами десульфатации! Тем не менее если методы эти работают, не прибегайте к переполюсовке, это просто уже точно убьет ваш АКБ.
Что такое перполюсовка?
Для тех кто не знает, переполюсовка - это смена полюсов источника питания, методом стопроцентного разряда или же по другому «в ноль», и дальше заряд под иными полюсами. Совершается, это для возобновления продуктивности аккумуляторной батареи, повышения его емкости.
Скажу попроще, Вы просто-напросто меняете местами плюс и минус, та клемма которая была плюсовой стала минусовой, минусовая стала плюсовой. Ничего сложного, правда?
Для справки: минусовые пластины изготовляют из свинца, а вот плюсовые из диоксида свинца.
Для чего делать переполюсвку?
Просто-напросто, это война с сульфатацией пластин и возобновлением емкости источника питания, ибо как правило сульфаты весьма сильно забивают плюсовые пластины. Для того чтобы, их разрушить, нужно из плюсовых пластин сделать минусовые! Это как раз и делается благодаря переполюсовке.
Ну вот, например, у вас лежит в доме, или гараже вообще не рабочая аккумуляторная батарея, и совершив этот нетрудный процесс переполюсовки, Вы можете дать ей вторую жизнь. Безусловно, оно не будет безупречно функционировать, но в летний период можно ее без проблем эксплуатировать, но для зимы она будет совсем не пригодна.
Да, это радикальный метод и его не стоит совершать если ваш источник питания
потерял в общем 10 — 20% емкости.
Проводим этот пугающий процесс.
Да, есть много пугающих и сложный на первый взгляд слов. Но это очень- очень легко сделать.
Берите не рабочую аккумуляторную батарею. То есть: она стремительно закипает, ее емкость составляет от 10 до 30% от номинала, очень и очень стремительно разряжается в ноль.
Быстро закипает, буквально через несколько минут
Безусловно, данный источник питания не в состоянии помочь совершить старт мотору машины, ему просто непросто не хватит мощи. Поэтому переполюсовка такому аккумулятору уже просто необходима. Приступаем:
После этого нетрудного процесса, ваш источник питания переполюсуется и наберет необходимую емкость. Бывают ситуации, что без проблем можно возобновит до 90% от номинала. Вот это и есть весь процесс, как видите он достаточно легкий. Но не всегда он вам пригодится.
Что такое убитая аккумуляторная батарея, никому пояснять не нужно. Как правило, ее дальнейшая судьба – к приемщику б/у аккумуляторов (рублей за 350 – 450) или на свалку. Но если знать способы восстановления аккумулятора (а их существует несколько), то его жизнь можно продлить и использовать или по назначению (на авто), или в иных целях.
Например, для питания какой-либо низковольтной цепи освещения. С одной из технологий восстановления аккумулятора, называемой переполюсовкой, познакомит эта статья.
Аккумулятор состоит из отдельных емкостей, которые раньше в просторечии именовали банками. Все они соединяются последовательно и дают суммарное напряжение 12,6 (у хорошего АКБ), которое обеспечивает нормальное функционирование бортовой сети авто (). В случае если в одной из них емкость значительно понизилась (ее именуют «отстающей»), вплоть до нуля по сравнению с остальными, при прохождения зарядного тока (от ЗУ или генератора) полюса «меняются» местами. Это приводит к цепной реакции, инициирующей выход из строя соседних двух-трех банок. Решение лишь одно – попробовать привести неисправную емкость в нормальное состояние, то есть восстановить.
Переполюсовка как метод восстановления применяется лишь по отношению к аккумуляторам кислотным. Для гелиевых, щелочных, литий-ионных и иных она не подходит.
Как уже отмечено, ее последствия – самые негативные. Чтобы этого не допустить, необходимо знать, чем может быть вызвана переполюсовка.
Эта методика из разряда «варварских», но если батарея безнадежно убита, то попробовать ее восстановить таким способом можно. Терять-то все равно нечего.
Что сделать:
Остается лишь контролировать зарядный ток и изменение значения плотности в банках. Во всех она должна постепенно повышаться.
Чтобы действительно восстановить аккумулятор, его полную переполюсовку желательно сделать не менее двух раз.
Если эта методика не помогает восстановлению работоспособности батареи, то ей одна дорога – в утиль. В отличие от аккумуляторов старых модификаций, заменить отдельную банку в новых невозможно. Кстати, многие автомобилисты с большим стажем считают это одним из главных недостатков современных АКБ. По сути, они «одноразовые», и вариантов самостоятельного ремонта аккумуляторов на поверку не так уж и много.
