Любая свинцово-кислотная аккумуляторная батарея имеет две основные характеристики: напряжение и емкость, определяющие способность отдавать количество электрической энергии в заданных промежутках времени.
Периодический контроль напряжения и емкости аккумуляторов позволяют своевременно выявить негативные процессы старения батарей, предотвратить возможность внезапного отключения нагрузки и избежать рисков выхода из строя оборудования в электрической сети.
Напряжение и емкость измеряются разными методами, среди которых есть традиционные и современные.
Напряжение аккумуляторной батареи измеряется приборами «вольтметр». Стандартные свинцово-кислотные аккумуляторы для ИБП производятся с напряжением 6 и 12 вольт. Первые встречаются довольно редко и практически не используются в источниках бесперебойного питания в виду их «морального устаревания».
Номинальное напряжения рабочего аккумулятора находится в пределах от 11 до 13 вольт и зависит от состояния заряда.
Обращаем Ваше Внимание: Следует учитывать следующий факт, что наличие напряжения 12 вольт не гарантирует наличия емкости, соответственно, работоспособности и качества аккумулятора.
Емкость аккумулятора измеряется в ампер часах и характеризует заряд отдаваемый батареей в пределах рабочих напряжений. В процессе работы, аккумулятор подвержен естественному старению и утере рабочей емкости.
К традиционным методам измерения емкости относят методы проверки «нагрузочной вилкой», принцип которой основан на измерении напряжения батареи, при подключенной эталонной нагрузке. Недостатком данного метода является необходимость полного заряда аккумулятора для проведения измерений, отключение потребителей, во время измерения и относительная точность показаний результатов измерений.
Нагрузочно-диагностический прибор
Современные методы позволяют определять емкость аккумуляторов специализированными индикаторами емкости без отключения нагрузки за пару секунд. Принцип измерения основан на посылании сигнала специализированной формы и определение полезной площади свинцовых пластин батареи, что в свою очередь указывает на максимальную емкость аккумулятора.
Индикатор емкости свинцовых аккумуляторов (тестер аккумуляторов) Кулон-12/6p
Возможность определения емкости без отключения нагрузки всего за пару секунд, без создания помех в электронику устройства делают индикаторы незаменимым прибором в сфере ремонта и технического обслуживания источников бесперебойного питания.
Так работает тестер аккумуляторов:
Контроль емкости аккумуляторов перед продажей позволяет продавать исключительно качественные батареи и не беспокоиться о состоянии их работоспособности от трех до пяти лет.
Проверить емкость аккумулятора для ИБП в домашних условиям можно просто подключив автомобильную лампочку большой мощности (галогенку) – по яркости свечения можно косвенно судить о степени заряда аккумулятора. Если проверить напряжение на клеммах батареи – оно должно быть не менее 11 вольт на протяжении пары минут. Слабое свечение лампы накаливания или резкое падение напряжения ниже 11 вольт при подключении лампочки, свидетельствует о малом заряде батареи или утере емкости в следствия старения.
Также, можно собрать прибор для проверки емкости аккумулятора в домашних условиях, типа нагрузочной вилки:
Схема устройства для проверки аккумуляторов
Предлагаемый прибор имеет повышенную точность за счёт применения расширенной шкалы. Встроенное нагрузочное сопротивление позволяет проверять напряжение и под нагрузкой в режиме нагрузочной вилки. При использовании деталей данного типа и номинала прибор будет иметь суженный диапазон от 0 В до 10 В примерно на четверть шкалы, а остальную часть шкалы будет занимать диапазон от 10 В до 15 В, что значительно повышает точность измерений. Автомобильный аккумулятор считается полностью заряженным при напряжении 14 В и полностью разряженным при напряжении 11 В, но при низких температурах ёмкость автомобильного аккумулятора несколько уменьшается, а напряжение полного заряда будет больше. Для проверки отдельных банок аккумулятора предусмотрена шкала на 3 В и другой вывод прибора.
Расширенная шкала на 15В получается благодаря падению напряжения на стабилитроне VD1 и диоде VD2. При напряжении больше, чем напряжение открывания стабилитрона прямое падение напряжения на диоде, ток через прибор увеличится. Диод VD2 также защищает прибор от перегрузки при подаче напряжения неправильной полярности.
От номинала резистора R4 зависит ширина узкого диапазона шкалы прибора. Через него небольшой ток будет проходить и при запертом стабилитроне.
Резистор R1 позволяет подавать на стабилитрон VD1 небольшой необходимый ток стабилизации. Сопротивления резисторов R2 и R3 подобраны для микроамперметра М4256 с током полного отклонения 50 мкА. От номинала резистора R4 зависит ширина суженного диапазона.
Резистор R5 нагрузочное сопротивление большой мощности для проверки аккумулятора под нагрузкой включается кнопкой SB1 или переключателем на соответствующий ток, а о подключении нагрузки сигнализирует лампа NL2. Ток нагрузки зависит от величины нагрузочного сопротивления и расчитывается по закону Ома:
I = U/R; R = U/I.
Обязательно рассчитываем мощность, которую определяем по формуле:
P = UI
Поскольку стрелочный индикатор не реагирует на подключение неправильной полярностью из-за диода VD2, об этом будет сигнализировать лампа NL2. Все лампы типа МН13,5-0,16, но можно использовать и на меньшее напряжение с дополнительным резистором или светодиоды с последовательно подключенным резистором номиналом 1 – 2 кОм.
При замене стабилитрона VD1 на стабилитрон с другим напряжением, а также изменении номиналов некоторых резисторов можно использовать прибор для проверки аккумуляторов другого напряжения как без нагрузки, так и под нагрузкой.
Фактически получается схема нагрузочной вилки, которую можно изготовить своими руками. Ёмкость аккумулятора зависит от напряжения заряда. Высокая точность измерения при расширенной шкале позволяет достаточно точно определить степень заряда, а значит и ёмкость проверяемого аккумулятора.
