Εκφόρτιση - Εκφορτιστές - Cyclers

Εκφόρτιση συσσωρευτών Ni-Cd

Πως μεταβάλλεται η τάση του στοιχείου σε σχέση με τη υπολοιπόμενη ενέργειά του;

Αυτό διαφέρει από το αν το στοιχείο την στιγμή της μέτρησης βρίσκεται "χωρίς φορτίο", ή "υπό φορτίο", και επι πλέον από το πόσο είναι το φορτίο (το ρεύμα εκφόρτισης).

Στην πρώτη περίπτωση (σχήμα αριστερά) από την θεωρητική καμπύλη εκφόρτισης ενός στοιχείου Ni-Cd (τάση ως προς την χωρητικότητα) παρατηρούμε ότι:

• Το στοιχείο αμέσως μετά την φόρτιση δείχνει τάση 1,275-1,325 Volts.
• Κατά την ανάλωση του πρώτου 20% της ενέργειάς του η καμπύλη εκφόρτισης ακολουθεί μία πτωτική τροχιά με γωνία περίπου 30^o.
• Για το επόμενο 70% της χωρητικότητας η καμπύλη σταθεροποιείται σχεδόν οριζόντια στην περιοχή 1,225 -1,200 Volts. Αυτό είναι ένα χαρακτηριστικό προτέρημα των Νi-Cd.
• Το τελευταίο 10% η καμπύλη γυρίζει προς τα κάτω. Λίγο πριν εξαντληθεί το φορτίο του η τάση πέφτει στο 1,1 Volt, και αν δεν σταματήσουμε εκεί προχωρεί προς το μηδέν με ραγδαίο ρυθμό.

Ποιό είναι τελικά το όριο της εκφόρτισης για τα στοιχεία Ni-Cd;

Επισημαίνουμε ότι τα όρια εκφόρτισης (στο παράδειγμα η περιοχή μεταξύ των κόκκινων πλάγιων γραμμών) αφορούν τους ελέγχους της μπαταρίας στα όργανα εκφόρτισης, και είναι χαμηλότερα από τα όρια που καθορίζουν το τέλος των πτήσεων (στο παράδειγμα οι κόκκινες τελείες.

Αν η εκφόρτιση γίνεται με ρεύμα περίπου γύρω στο 1C (στο παράδειγμα με 100 mA) το όριο cut-off πρέπει να ρυθμιστεί όταν η τάση πέσει περίπου στο 1.1V ανά στοιχείο.
Αν γίνεται με 1C (στο παράδειγμα με 1Α) το σημείο cut-off είναι περίπου 1,0 V ανά στοιχείο.
Αν γίνεται με μεγάλες εντάσεις (στο παράδειγμα με 5C δηλαδή με 5Α) το cut-off είναι περίπου 0.9V ανά στοιχείο.
Αυτό γίνεται επειδή εξ' αιτίας της μεγαλύτερης έντασης εκφόρτισης, μετατοπίζεται προς τα κάτω όλη η καμπύλη της τάσης ως προς τον χρόνο.

Εκφορτιστές

Πρακτικό απλό κύκλωμα εκφόρτισης

• Σύνδεσε την μπαταρία του δέκτη (ή του πομπού) στο κύκλωμα με την αντίσταση και σημείωσε την ώρα έναρξης.
• Για πλήρως φορτισμένες μπαταρίες, η τάση της μπαταρίας του δέκτη αρχικά θα είναι λίγο μεγαλύτερη από 5V (του πομπού μεγαλύτερη από 10V) και σε μιάμιση ώρα θα έχει πέσει στα 4,75 V (του πομπού 9,5 V).
• Η ένταση θα κυμανθεί μεταξύ 250 και 190 mA. Οι αντιστάσεις θα ζεσταθούν πολύ. Αυτό είναι φυσιολογικό, γι' αυτό έχουμε επιλέξει και την ανάλογη ισχύ.
• Καθώς πλησιάζει το δίωρο κάνε συχνότερες παρατηρήσεις και μόλις η τάση πέσει στα 4,3 V (πομπού 8,6 V) αποσύνδεσά την και σημείωσε την ώρα.

Απλοί εκφορτιστές του εμπορίου

• Περιέχουν αντίσταση για την κατανάλωση της ενέργειας ή υποδοχές για να συνδέσουμε εμείς την αντίσταση που θέλουμε.
• Εχουν ρύθμιση/επιλογή για τον αριθμό των στοιχείων που θα εκφορτιστούν από την κάθε "είσοδό" τους. Οι εκφορτιστές που προορίζονται αποκλειστικά για μπαταρίες συστημάτων τηλεκατεύθυνσης έχουν επιλογή μεταξύ 4 ή 5 ή 8 στοιχείων.
• Οι καλοί εκφορτιστές έχουν επιλέξιμο ρεύμα εκφόρτισης. Αν έχουν σταθερό ρεύμα εκφόρτισης αυτό είναι συνήθως γύρω στα 300 mA. Για να πάρεις την πραγματική εικόνα της χωρητικότητας, πρέπει να ξεφορτίσεις την μπαταρία με το ρεύμα που ξεφορτίζεται την ώρα που πετάει το μοντέλο.
• Παρέχουν ένδειξη της αναλωθείσας χωρητικότητας ή μόνο του διαρρεύσαντος χρόνου. Στην δεύτερη περίπτωση πολλαπλασιάζοντάς τον χρόνο επί την μέση "ένταση" του ρεύματος εκφόρτισης θα πάρουμε την χωρητικότητα.

Ο αυτόματος κύκλος εκφόρτισης/φόρτισης - Το "Cycler"

Τα cyclers του εμπορίου δεν είναι όλα ίδια. Η βασική λειτουργία τους είναι να κάνουν ελεγχόμενη εκφόρτιση και μετά να κάνουν αυτόματα την φόρτιση.
Ορισμένα από αυτά μετά το πέρας της φόρτισης, συνεχίζουν με φόρτιση συντήρησης (trickle charge). Πιο σύνθετα όργανα μπορούν να προγραμματιστούν να κάνουν πολλαπλούς κύκλους εκφόρτισης - φόρτισης, ή φόρτισης-εκφόρτισης.

Πολλά cycler έχουν λογισμικό που βασίζεται στην συχνότητα του ρεύματος της πόλης Αρα αν είναι Αμερικάνικης προέλευσης, θα είναι ρυθμισμένα για 60 Hz ενώ στην Ελλάδα θα δουλεύουν με 50 Hz. Στην πράξη θα υπάρχει υστέρηση της ένδειξης του χρόνου ή της χωρητικότητας, που την διορθώνουμε πολλαπλασιάζοντάς την με 1,2 (6/5).

[ #1-Γενικά περί Ηλεκτρικών Στοιχείων ] - [ #2-Φόρτιση ]- [ #3-Φορτιστές ] - [ #5-Συσ. Ni-Cd ] - [ #6-Συσ. Ni-MH ]
[ #7-Συσ. Λιθίου ] - [ #8-Συσ. Μολύβδου ] - [ #9-Συχνές ερωτήσεις ] - [ #10-Τροφοδοσία συστημάτων Τ/Κ ]