Основы преобразовательной техники

Цилиндрические никель-кадмиевые  аккумуляторы продолжают оставаться наиболее широко распространенным типом элементов  аккумуляторных батарей. Их преимущества: простота производства и хорошие  механические характеристики. Цилиндр  способен выдерживать высокие давления. В процессе заряда давление внутри элемента никель-кадмиевой аккумуляторной батареи может достигать 1379 килопаскалей (кПа), или 14 кг/м2. Аккумуляторы имеют систему вентиляции, которая срабатывает, если давление газов внутри элемента возрастает до 10,5... 14 кг/м2. В настоящее время все выпускаемые цилиндрические элементы имеют собственный механизм внутренней вентиляции для отвода газов, выделяющихся при их заряде и разряде. Никель-кадмиевые элементы имеют систему вентиляции клапанного типа.

Цилиндрические аккумуляторы имеют умеренные цены и обладают высокой энергетической плотностью. Их применяют для питания средств радиосвязи, мобильных компьютеров, медицинского оборудования, электроинструмента и других устройств, в которых не требуется применения аккумуляторов сверхмалых размеров.

Среди всех типов аккумуляторов, выпускаемых  в цилиндрических корпусах, наибольший выбор представлен никель-кадмиевыми и никель-металлгидридными аккумуляторами.

Недостатком батарей с цилиндрическими  элементами является недостаточное использование объема корпуса. При сборке батарей в корпусе остаются полости, заполненные воздухом. По этой причине корпуса таких батарей часто имеют сложную внутреннюю форму, чтобы таких полостей не было.

Основным  и наиболее рациональным способом производства никель-кадмиевых аккумуляторных батарей является их сборка из определенного количества однотипных аккумуляторов. Сразу следует обратить внимание: соединение элементов между собой производится перемычками с использованием точечной сварки. Соединять аккумуляторы при помощи пайки нельзя, так как в этом случае неизбежен их перегрев и, как следствие, возможно разрушение токосъемника, выход из строя предохранительного клапана, возможны и необратимые химические процессы, приводящие к снижению емкости аккумулятора и способствующие его скорейшему выходу из строя.

Если принять конечное напряжение на отдельной секции АБ = 12 В, то количество секций определится по выражению:

Находим ток разряда  аккамуляторной батареи по выражению:

,

где η - коэффициент полезного  действия НПН (η = 0.9÷0.99), примем η = 0.98.

Выбираем аккамулятор 10НКГЦ-10 с номинальным напряжением 12В и номинальной емкостью Сн = 10 Ач. Соединяем 6 секций последовательно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Среди перезаряжаемых батарей никель-кадмиевые до сих пор остаются наиболее востребованным типом батарей, применяемых в качестве источника питания радиостанций, аппаратуры скорой медицинской помощи, профессиональных видеокамер и электроинструментов. Они «любят» быстрый заряд, медленный разряд до состояния полного разряда и подзарядку импульсами тока, в то время как батареи других типов предпочитают частичный разряд и умеренные токи нагрузки. Это единственный тип батарей, которые способны работать в самых жестких условиях.

Никель-кадмиевые аккумуляторные батареи (NiCd) используются достаточно давно, но имеют относительно низкую энергетическую плотность. Они обеспечивают длительный срок службы, высокие значения тока разряда и, что немаловажно, разумные цены. Основная область их применения — радиостанции, биологическое и медицинское оборудование, профессиональные видеокамеры и электроинструмент. Никель-кадмиевые батареи содержат токсичные вещества и представляют собой опасность для окружающей среды.

Преимущества никель-кадмиевых  аккумуляторных батарей:

• возможность быстрого и простого заряда, даже после длительного хранения;
• большое число циклов заряд/разряд: при правильной эксплуатации — более 1000 циклов;
• хорошая нагрузочная способность и возможность работы при низких температурах;
• длительные сроки хранения при любой степени заряда;
• простота хранения и транспортировки (многие авиакомпании по перевозке грузов не предъявляют к таким батареям никаких дополнительных требований);
• сохранение высокой емкости при низких температурах;
• наибольшая приспособленность для работы в жестких условиях эксплуатации;
• низкая цена;
• широкий выбор батарей различного конструктивного исполнения и емкости (большинство элементов таких батарей цилиндрические).

Недостатки никель-кадмиевых аккумуляторных батарей:

• относительно низкая по сравнению с новыми типами аккумуляторных батарей энергетическая плотность;
• присущий этим батареям эффект памяти и необходимость проведения периодических работ по его устранению;
• токсичность применяемых материалов, что отрицательно сказывается на экологии, и некоторые страны ограничивают использование батарей этого типа;
• относительно высокий саморазряд — после хранения обязателен цикл заряда.