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技能实训 1 充电实验

技能实训 1 充电实验. 一、实验目的 二、实验设备及工具 三、实验内容 四、实验原理 五、实验步骤. 一、实验目的. 1. 研究电源经过 BUCK 电路降压后给蓄电池充电式时对电路的影响。 2. 了解蓄电池充放电原理。. 二、实验设备和工具. 1. 光伏实验控制箱 1 台（含光伏组件） 2. 示波器一台 3. 万用表一个 4. 开关电源 1 个（含 5V 、 12V 、 24V ）或可调电源一台 5. 连接线若干. 三、实验内容. 在给蓄电池充电的情况下，看蓄电池高于充电电源盒低于充电电压时对 BUAK 电路的影响。. 四 实验原理.

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技能实训 1 充电实验

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Presentation Transcript

  1. 技能实训1充电实验

  2. 一、实验目的 • 二、实验设备及工具 • 三、实验内容 • 四、实验原理 • 五、实验步骤

  3. 一、实验目的 1.研究电源经过BUCK电路降压后给蓄电池充电式时对电路的影响。 2.了解蓄电池充放电原理。

  4. 二、实验设备和工具 1.光伏实验控制箱1台（含光伏组件） 2.示波器一台 3.万用表一个 4.开关电源1个（含5V、12V、24V）或可调电源一台 5.连接线若干

  5. 三、实验内容 在给蓄电池充电的情况下，看蓄电池高于充电电源盒低于充电电压时对BUAK电路的影响。

  6. 四 实验原理 1.蓄电池充电原理 铅蓄电池内的阳极(PbO2)及阴极(Pb)浸到电解液(稀硫酸)中，两极间会产生2V的电力，这是根据铅蓄电池原理，经由充放电，则阴阳极及电解液即会发生如下的变化： (阳极) (电解液) (阴极) PbO2 + 2H2SO4 + Pb ---> PbSO4 + 2H2O + PbSO4 (放电反应) (过氧化铅) (硫酸) (海绵状铅)

  7. PbO2 中Pb的化合价降低，被还原，负电荷流动；海绵状铅中Pb的化合价升高，正电荷流动。[2] • (阳极) (电解液) (阴极) • PbSO4 + 2H2O + PbSO4 ---> PbO2 + 2H2SO4 + Pb (充电反应) （必须在通电条件下） • (硫酸铅) (水) (硫酸铅) • 第一个硫酸铅中铅的化合价升高，被氧化，正电荷流入正极；第二个硫酸铅中铅的化合价降低，被还原，负电荷流入负极。

  8. （1）. 放电中的化学变化 蓄电池连接外部电路放电时，稀硫酸即会与阴、阳极板上的活性物质产生反应,生成新化合物『硫酸铅』。经由放电硫酸成分从电解液中释出，放电愈久，硫酸浓度愈稀薄。所消耗之成份与放电量成比例，只要测得电解液中的硫酸浓度，亦即测其比重，即可得知放电量或残余电量。

  9. （2）. 充电中的化学变化 由于放电时在阳极板，阴极板上所产生的硫酸铅会在充电时被分解还原成硫酸,铅及过氧化铅,因此电池内电解液的浓度逐渐增加, 亦即电解液之比重上升，并逐渐回复到放电前的浓度，这种变化显示出蓄电池中的活性物质已还原到可以再度供电的状态，当两极的硫酸铅被还原成原来的活性物质时，即等于充电结束，而阴极板就产生氢，阳极板则产生氧，充电到最后阶段时，电流几乎都用在水的电解，因而电解液会减少，此时应以纯水补充之。

  10. 2. 铅酸电池充电的关键电压值 2.1、充电析氧电压：充电时，会在正极板表面生成氧气，当充电电压较低时，生成的氧气较少，在密封的电池内会与负极板生成的氢气产生化学反应，变成水再回到电解液里面去，这是正常的。但当充电电压达到2.35V/格，氧气就会剧烈生成，就像水温达到100度时，就会大量产生水蒸气一样。大量生成的氧气使电池内部的压力升高。就会顶开电池的安全阀门跑出去，导致失水。如果此时尚未析氢，电池内部的压力尚不足够大，安全阀门还能起到较好的作用，跑出去的气体还不会太多，还不会造成大量失水。析氧电压2.35V/格是一个允许充电期间短时间内突破的电压值。

  11. 2.2、充电析氢电压：充电时，会在负极板表 面生成氢气，当充电电压较低时，生成的氢气较少，在密封的电池内会与正极板生成的氧气产生化学反应，变成水再回到电解液里面去，这是正常的。但当充电电压达到2.45V/格时氢气就会剧烈生成，已经大量生成的氧气与现在大量生成的氢气一道，会使电池内部压力异常升高，安全阀门已关不住了，此时，就会有大量气体逃逸，造成严重失水。析氢电压2.45V/格是一个充电时不允许超过的电压值。

  12. 2.3、安全充电电压：为了保证电池的充电安全，能完全充电并避2.3、安全充电电压：为了保证电池的充电安全，能完全充电并避 免失水，长时间的充电电压应略低于极氧电压。目前，大多数厂 家都选定在2.3V/格。 电池格数标称电压（V）析氧电压（V）析氢电压（V）安全电（V） 单格电池             2                 2.35            2.45              2.3   6格电池             12               14.1             14.7               13.8   2块电池组           24               28.2             29.6               27.6   3块电池组           36               42.3             44.1               41.4   4块电池组           48               56.4             58.8               55.2   特别提示：铅酸蓄电池具有负温度效应，变化1度，电池/格变 化39MV/格。

  13. 五、实验步骤 1.在试验七的基础上将负载直流电机换为蓄电池(此 时蓄电池开关关闭)。 2．用电压表3检测蓄电池电压，看是否大于13.5V，如果超过通链接所有负载进行放电直至低于12V。 2.通过控制面板的按键调节PWM时Buck电路输出13.5V。 3.用示波器一个通道测蓄电池两端波形，另一通道测215与220之间波形。

  14. 4.接通开关电源和蓄电池开关电源，记录蓄电池的充电波形和电感之间波形。 4.接通开关电源和蓄电池开关电源，记录蓄电池的充电波形和电感之间波形。 5.待蓄电池充电高于12V，断开蓄电池开关电源是调节PWM占空比使Buck电路输出电压低于11.5V，接通蓄电池开关，看此时Buck电路输出端电压变化。

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