ПРИСТАВКИ ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ И БАТАРЕЙ

В настоящее время установлено, что срок службы марганцево-цинковых элементов и батарей можно значительно увеличить, если их подзаряжать током асимметричной формы, показанной, например, на рис. 84. Хорошие в этом смысле результаты достигаются при использовании для восстановления (регенерации) элементов тока промышленной частоты. При этом выявлена тенденция усиления эффекта регенерации с увеличением отношения !т и Imp амплитуд зарядного 1_тз и разрядного 1_тр импульсов тока, а также с  увеличением отношения t_p/t₃ длительностей этих импульсов тока [17].

Так, при постоянном соотношении амплитуд I_m3/I_тр = 1,5 увеличение отношения у от 1 до 1,5 улучшает работоспособность регенерируемых элементов примерно на 15 %. В то же время при постоянном значении t_p/t₃ увеличение отношения I_m3/I_тр с 1,5 до 3 также усиливает эффект регенерации на 15 %.

 Марганцево-цинковые элементы сравнительно мало критичны к величине постоянной составляющей и форме импульсов тока, используемых для регенерации. Это обстоятельство позволяет использовать сравнительно простые зарядные устройства без регулировки постоянной и переменной составляющих зарядного тока. Прежде чем перейти к описанию простых приставок для регенерации гальванических элементов отметим, что не все элементы хорошо регенерируются. Лучше других поддаются регенерации стаканчиковые марганцево-цинковые элементы,- такие как 336, 373, 3336 и им подобные. Для эффективной многократной регенерации необходимо, чтобы цинковый стаканчик элемента не имел механических повреждений, возникших в результате взаимодействия с электролитом. Элемент не должен быть разряжен до напряжения ниже 0,7 В. Установлено также, что лучше регенерируются элементы с меньшим сроком хранения. Так, снижение емкости батарей с трехмесячным сроком хранения после 10 циклов регенерации составляет всего 12 %, а элементов с двухлетним сроком хранения — 19 %. Лучше всего регенерируются элементы, которые разряжались большим током. Галетные батареи типа «Крона» плохо поддаются регенерации.

При регенерации элемент рекомендуется заряжать примерно до 2 В. Электрическая емкость, затраченная на регенерацию элементов, должна составлять 120 % от емкости элемента, израсходованной им в предыдущем цикле. Время заряда 16 — 20 ч.

На рис. 85, а приведена практическая схема приставки, предназначенной для регенерации различных элементов, и батарей, состоящих из последовательно соединенных однотипных элементов с общим напряжением до 9 В. Здесь в цепи заряда установлены параллельно включенные резистор R1 и диод Д1. Полярность включения диода Д1 обеспечивает асимметрию формы тока, соответствующую показанной на рис. 84. Миллиамперметр ИП1 со шкалой 400 мА измеряет постоянную составляющую зарядного тока. По мере регенерации, вследствие увеличения ЭДС батареи или элемента, сила зарядного тока уменьшается. По уменьшению зарядного тока можно судить о ходе процесса регенерации и его окончании.

Для регенерации различного числа однотипных элементов, соединенных последовательно (до шести), вторичная обмотка трансформатора Tpl выполнена с отводами. Установкой переключателя В2 в различные положения со второй обмотки II трансформатора Tpl можно получать напряжения в 2, 4, 6, 8, 10, 12 и 14 В. Конструктивные данные трансформатора Tpl следующие; сердечник Ш22, набор 44 мм. Секция la первичной обмотки содержит 600 витков провода ПЭЛ-1 0,3S, а секция 16 — 440 витков провода ПЭЛ-1 0,25. Вторичную обмотку II выполняют 66 витками провода ПЭЛ-1 0,62 с отводами от 10-го, 19-го, 28-го, 38-го, 47-го и 57-го витков.

По предложению И. Алимова [2] в приставке резистор R1 можно заменить электролитическим конденсатором емкостью 10 — 15 мкФ (схема и полярность включения конденсатора указаны на рис. 85, а пунктирной линией). Рабочее напряжение конденсатора должно быть 20 — 25 В.

Рис. 85. Схема приставки для регенерации гальванических элементов и батарей:

а — схема на одном дкоде с шунтирующим резистором или конденсатором; б — на двух диодах и резисторах

 Значения постоянной составляющей зарядного тока, рекомендуемые отдельными авторами для различных элементов, колеблются в достаточно широких пределах: от 200 до 400 мА для элементов типа 373 и от 30 до 60 мА для элементов типов 312 и 316. Для батарей типа 3336 эти значения составляют 35 — 120 мА. Указанные значения зарядных токов, фиксируемые прибором ИП1, следует рассматривать как ориентировочные, поскольку разработка методики регенерации батарей и элементов далеко не закончена.

На рис. 85, б регенерируемый источник питания включается в цепь заряда последовательно с двумя параллельными цепочками Д1, R1 и Д2, R2. Ток требуемой асимметричной формы в цепи заряда источника питания обеспечивается подбором резисторов R1 и R2.

При эксплуатации рассмотренных приставок следует учитывать следующее. Переключатель В2 устанавливают в такое положение, чтобы с вторичной обмотки трансформатора снималось напряжение, превышающее номинальное напряжение заряжаемого источника (элемента, батареи) на 30 — 50 %. Об окончании регенерации судят по значительному уменьшению зарядного тока, либо по увеличению напряжения на каждом элементе до 2 — 2,1 В. Время заряда, как указывалось выше, должно быть достаточно большим (16 — 20 ч). По окончании регенерации сначала отключают батарею, а затем приставку. В противном случае регенерируемый источник питания будет разряжаться через вторичную обмотку Tpl. В этом отношении выгодно отличается приставка с шунтирующим конденсатором, где ток разряда крайне мал.