축전지(Battery) - 충전방식의 종류 / 정류방식

축전지(Battery) - 충전방식의 종류 / 정류방식

 

 

 

1. 충전방식의 종류

충전방식에는 트리클(유지)방식과 플로트(부동)방식이 있으며 최근에는 건축전기설비에서는 부동충전방식을 거의 사용하고 있다.

1) 보통 충전방식

필요할 때 표준시간율로 소정의 충전전류를 충전하는 방식.

2) 급속 충전방식

단시간에 충전전류의 2~3배로 충전하는 방식.

3) 균등 충전방식

부동충전을 유지하면 완전충전 상태로 유지되지만 축전지 개개의 특성에 따라 자기 방전량에 차이가 생기고 개개의 부동충전전압은 상이하므로 장기간 부동충전시 충전부족 상태의 것이 나온다. 이 불균형 시정을 위하여 일종의 과충전인 균등충전을 할 필요가 있다. 즉, 균등충전이란 각 전지간의 전압을 균등하게 하기 위해 3주에 1회정도 축전지 공칭전압의 120~125%의 정전압으로 10~12시간 충전하는 방식.

 

[표] 균등충전전압과 충전소요시간

 

4) 부동 충전방식

· 상시부하전류는 정류기가 부담하고 순시 대전류는 충전기와 축전지가 분담하며, 정전시에는 축전지가 전 부하를 부담하고, 정전회복 후에는 정류기가 충전과 부하전류를 부담하게 된다.

따라서 정류기 출력전류 = 충전전류 + 상시부하 최대전류가 필요하다.

· 부동충전시 과중천으로 인해 축전지 수명이 단축될 수 있고 부족 충전으로 전해액 비중이 저하되어 용량부족현상이 발생하므로 실험결과 아래 표와 같이 규정전압으로 충전한다.

 

[표] 완전충전시 비중과 부동충전전압

· 장점

- 축전지가 항상 완전충전상태에 있다.

- 정류기의 용량이 작아진다.

- 축전지의 수명에 좋은 영향을 준다.

· 거치형 축전지설비에서 가장 일반적으로 사용되며, 수 개월에 1회는 균등충전을 할 필요가 있다.

 

5) 세류 충전방식(트리클 충전방식)

축전지의 자기방전을 보충하기 위해 부하를 제거한 상태로 늘 미소전류로 충전하는 방식

★자기방전 : Self Discharge

충전된 2차전지가 방치해 둔 시간과 함께 용량이 감소되어 저장된 전기에너지가 전지內에서 소모되는 현상으로, Zn 보다 단극 전위가 높고 수소 과전압이 낮은 불순물 Cu등이 존재하면 국부 전지가 형성되어 순환전류가 흘러 Zn이 소모되면서 생긴 H2가 양극으로 이동하여 양극의 활성물질과 반응한다. 또한 누설전류에 의한 방전이 발생한다.

 

6) 전자동 충전방식

정전압 충전의 결점(충전초기 대전류)을 보완하여 일정전류로 자동 전류제한하는 장치를 부착한 충전방식으로 보수유지에 유리하다.

(정전압장치와 자동회복 충전장치가 필요하다)

 

7) 초충전

Dry-uncharged type 은 전해액을 주입하여도 축전지는 방전상태에 있으므로 사용전에 충전하여야 한다. 축전지는 전해액 주입전 대기중의 산소, 탄산개스와 반응하여 산화연, 탄산연으로 변화된다. 주입시 전해액과 결합하여 PbSO4로 되므로 장시간 충전하여 Pb 로 활성화할 필요가 있으며 다음과 같이 실시한다.

· 주위온도 30℃ 이하에서 실시

· 주입후 1~2 시간후 재보충

· 초충전은 규정용량의 약 400%에 달할 때까지 계속한다. 즉 10시간율 공칭용량의 1/20의 전류로 80시간 이상, 1/10의 전류로 40시간 이상 충전한다.

 

2. 정류방식

반도체 정류기와 수은 정류기가 있으며 반도체 정류기가 주로 사용된다.

1) 정류기 2차전압의 선정

· 단상 100V : 정류기 2차전류 10A 이하.

· 삼상 200V : 정류기 2차전류 10A 초과.

2) 정류기 2차전류의 선정

· 상시부하가 있는 경우 : 축전지 정격용량÷10 + 상시부하용량÷정격전압

· 상시부하가 없는 경우 : 축전지 정격용량÷10

3) 정류기 교류측 입력용량 Pac 및 정류기의 1차전류 IAC

 

· Vd : 정류기 직류측 전압

· cosθ : 정류기 역률

· η : 정류기 효율

· IL : 직류측 상시 부하최대전류

· IC : 직류측 축전지 충전전류

 

4) 정류방식별 비교( E : 교류전압)

단상, 3상 모두 전파 정류방식의 파형 평활을 위해 유리하고 일반적으로 채택된다.

( E₁: 직류 출력전압, E : 입력 교류전압)

· 단상 반파정류 : E₁= 0.45 E

· 단상 전파정류 : E₁= 0.9 E

· 삼상 단파정류 : E₁= 1.17 E

· 삼상 전파정류 : E₁= 1.35 E