Was ist ein Batteriesimulator?
Ein Batteriesimulator ist ein elektronisches Gerät, das die realen Eigenschaften einer Batterie nachbildet. Ziel ist es, Spannung, Leistung und Strom genauso bereitzustellen wie eine echte Batterie. Im Grunde handelt es sich um eine programmierbare elektronische Batterie. Das Gerät ist ein sehr praktisches Werkzeug für die Beurteilung eines Batterieladegeräts.
Das Batterieladegerät muss sorgfältig geprüft werden, damit seine Zuverlässigkeit und seine Fähigkeit zum sicheren Laden von Batterien nachgewiesen sind. Ein vollständiger Ladezyklus von der leeren bis zur vollen Batterie kann mehrere Stunden dauern; eine Prüfung mit einer echten Batterie ist daher nicht praktikabel. Ein Batteriesimulator stellt seine Ausgangsspannung dagegen innerhalb weniger Sekunden von 0 V (tiefentladene Zelle) auf 4,2 V (voll geladen) um. Für die Entladung gilt dasselbe.
Das Verhalten des Ladegeräts lässt sich somit durch Überwachung des Systems mit dem Batteriesimulator beurteilen, der ein Schlüsselelement bei der Bewertung von Ladeschaltungen ist
Eine weitere bemerkenswerte Anwendung ist die Prüfung der Zellsymmetrierung. Dabei ist zu beachten, dass die Batteriesimulation die in einem Block in Serie geschalteten Zellen nachbildet: Die Serienschaltung erhöht die Eingangsspannung des Systems und stellt Leistung effizienter bereit. Für eine wirksame Prüfung der Zellsymmetrierschaltung sind ein oder mehrere Batteriesimulatoren erforderlich.
Auf der Frontplatte des Geräts befinden sich folgende Elemente:
- Digitalvoltmeter
- Analoges Amperemeter
- Wahlschalter für die Prüfspannung (12-24-36-48-72-80 V)
- Potentiometer zur Feineinstellung der Spannung
- Potentiometer zur Stromeinstellung (0–200 A)
Wie arbeitet ein Batteriesimulator?
Ein Simulator ist im Wesentlichen eine besondere Stromquelle, die Strom sowohl abgeben als auch aufnehmen kann. Der Batteriesimulator von Amperis ist für die Prüfung von Batterieladegeräten jeder Spannung und Leistung ausgelegt. Er tritt an die Stelle einer echten Batterie, um die einwandfreie Funktion des Ladegeräts, seine Leistung und die Zellsymmetrierung schnell und zuverlässig zu prüfen.
Der Batteriesimulator von Amperis ist für die Nachbildung von Batterien jeder Bauart, Spannung und Kapazität ausgelegt. Er lässt sich mit konstanter Spannung oder konstantem Strom betreiben und kann eingesetzt werden, um:
- Batterieladegeräte oder andere Stromquellen zu prüfen, wobei er als elektronische Last arbeitet.
- Batterien jeder Bauart mit einer Spannung über 24 V zu entladen
Betrieb als elektronische Last:
- Beide Wahlschalter auf Null stellen: „Capacitor Precharger“ und „Output Contactor“.
- Das Gerät mit dem Hauptschalter „Main Switch“ einschalten. Das Gerät geht in Betrieb und zeigt 0 V an.
- Mit dem Wahlschalter „voltage knob“ die Spannung der nachzubildenden Batterie wählen. Die Spannung der nachzubildenden Batterie wird über das zugehörige Potentiometer eingestellt, während der Stromwert auf der Digitalanzeige erscheint.
- Mit dem Schalter unter dem „voltage knob“ die Spannung pro Zelle wählen.
- Mit dem „current potentiometer“ den maximal zulässigen Eingangsstrom wählen. Dieses eigene Potentiometer dient dazu, den maximalen Strom festzulegen, den der ACBX aufnehmen kann. Der maximale Strom muss größer sein als der maximale Ausgangsstrom des zu prüfenden Ladegeräts oder der zu prüfenden Quelle.
- Den Wahlschalter „Capacitor Precharger“ in Stellung 1 bringen.
- Die Ausgangsspannung des Geräts steigt auf den gewählten Wert. Mit dem Spannungspotentiometer lässt sich die Spannung auf den gewünschten Wert einstellen.
- Nun wird das zu untersuchende Gerät angeschlossen. Das zu prüfende Ladegerät wird an den Eingang des ACBX angeschlossen. Der Regler des Ladegeräts erkennt, dass eine Batterie angeschlossen ist, und startet den Ladevorgang.
- Den Wahlschalter des Ausgangsschützes in Stellung 1 bringen, um das zu prüfende Gerät mit dem Batteriesimulator zu verbinden.
- Der ACBX hält die Spannung auf dem gewählten Wert konstant, während das analoge Amperemeter den vom Ladegerät gelieferten Strom anzeigt. Übersteigt der Strom den eingestellten Höchstwert, erhöht der ACBX die Spannung, um den Strom zu begrenzen. Strom und Spannung lassen sich frei verändern, sodass das Verhalten unter beliebigen Lastbedingungen nachgebildet werden kann. Die reale Kennlinie des Ladegeräts liegt in 1 Minute vor.
Betrieb als Batterieentlader:
- Die 2 Wahlschalter auf Null stellen: „Capacitor Precharger“ und „Output Contactor“.
- Das Strompotentiometer in Stellung 0 A bringen.
- Das Gerät mit dem Hauptschalter „Main Switch“ einschalten. Die Anzeige zeigt 0 V.
- Den Spannungswahlschalter in Stellung 24 V bringen.
- Den Spannungswahlschalter auf 2 V/Zelle stellen.
- Die Batterie an das Gerät anschließen; die Anzeige zeigt die Batteriespannung.
- Den Wahlschalter des Ausgangsschützes in Stellung 1 bringen, um das Gerät mit der Batterie zu verbinden.
- Den Entladestrom über das Strompotentiometer wählen.
Zu beachten: Es lassen sich nur Batterien mit Spannungen über 24 V entladen.
Achtung: Der Batteriesimulator von Amperis hat keine Zeitschaltuhr zum Beenden der Prüfung, der Betrieb muss daher überwacht werden.
Ende der Prüfung:
- Das Strompotentiometer in Stellung 0 V bringen.
- Die 2 Wahlschalter auf Null stellen: „Capacitor Precharger“ und „Output Contactor“.
- Das Gerät am Hauptschalter ausschalten
- Das Prüfobjekt abklemmen.
Wichtige Merkmale des Batteriesimulators
Der Batteriesimulator von Amperis ist robust aufgebaut und damit in allen industriellen Anwendungen maximal zuverlässig. Ein doppeltes Gehäuse sorgt für höchste Wärmedämmung: Im Betrieb bleibt die Außenseite des Gehäuses kühl. Die Ausführung ist kompakt, mit Metallrahmen und gummierten Hartrollen auf Kugellagern, sodass sich das Gerät leicht versetzen lässt und transportabel bleibt.
Der Batteriesimulator arbeitet mit einem hochfrequenten IGBT-Regler, der den Betrieb mit konstantem Strom und konstanter Spannung ermöglicht. Das Gerät verfügt über ein programmierbares, mikroprozessorgesteuertes Digitalpanel mit Digitalvoltmeter und analogem Amperemeter.
Das intelligente Schutzsystem umfasst einen Sanftanlauf sowie Schutz gegen Verpolung und Überhitzung. Bei Übertemperatur, etwa durch einen Lüfterfehler oder einen verstopften Luftkanal, geht der Simulator ACBX in den Stand-by-Betrieb und schützt so alle elektronischen Bauteile und die Widerstandsbank thermisch. Ebenfalls enthalten ist ein Selbsttest der Leistungselektronik der Last mit automatischer Abschaltung im Fehlerfall.
Wie bereits erwähnt, lassen sich damit Ladegeräte jeder Stromstärke und Spannung prüfen oder Batterien jeder Spannung und Kapazität (über 24 V) entladen. Das Gerät verfügt über die Zertifizierung CE CSAus und über besondere Merkmale für höchste Zuverlässigkeit und Flexibilität.
Technische Daten
Der Spannungsbereich liegt bei 85–135 VAC oder 180–250 VAC einphasig, die maximale Leistung bei 250 W, die Frequenz bei 50/60 Hz und der maximale Strom bei 200 A
In der Standardausführung liegt die Batteriespannung zwischen 12 und 80 V, der maximale Strom bei 200 A
Die Abmessungen betragen 325 x 630 x 570 mm, das Gehäuse besteht aus 2 mm Stahl und hat 4 Räder, die das Versetzen der Einheit erleichtern. Die Belüftung erfolgt zwangsweise.
Zahlreiche Veröffentlichungen heben die Qualität und die gute Leistung dieses Geräts hervor:
http://soloindustria.com/simulador-de-baterias/
http://www.noticiasmaquinaria.com/nuevo-rectificador-de-baterias-de-amperis/
https://ielektro.es/2017/10/18/simulador-baterias-amperis/
http://www.convertronic.net/Baterias-y-Cargadores/simulador-de-baterias.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Battery_simulator
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