За рубежом для питания портативных электроудочек, как правило, используют специальные герметичные щелочные никель-кад-миевые или серебряно-цинковые аккумуляторные батареи напряжением 12 или 24 В. Более высокое питающее напряжение позволяет при одинаковой мощности электроудочек забирать от аккумулятора меньший ток. При этом снижаются потери в проводах и схеме преобразователя, но недостатком является больший вес батареи.

Такие источники энергии, из-за используемых в них материалов, довольно дорогие, поэтому у нас большее распространение получили свинцово-кислотные аккумуляторы, которые применяются в автомобиле (называемые еще стартерными). Их перечень в продаже довольно большой от отечественных до импортных, а цена самых лучших не превышает $50 (табл. 2.1.)• При этом некоторые импортные модели, выполненные по японскому стандарту, более компактны.

Основным требованием, которое предъявляется к аккумулятору, является высокая энергоемкость при минимальных размерах и весе (к сожалению, удельную емкость в параметрах указывается довольно редко). Обычно в условном обозначении типа отечественных и ряда зарубежных аккумуляторов приводится номинальная энергоемкость, т. е. емкость при нормальных условиях разряда (разряде номинальным током при температуре 20°С) и пусковой ток (характеризует внутреннее сопротивление, т. е. максимальные возможности аккумулятора). Обычно указывают энергоемкость (в ампер-часах — А ч), а пусковой ток (в амперах — А).

Свинцово-кислотные аккумуляторы по конструктивному исполнению бывают обслуживаемые (ремонтопригодные), малообслужива-емые, необслуживаемые и монолитные. Обслуживаемые позволяют при возникшем дефекте в одной из секций ее заменить (в настоящее время такие встречаются довольно редко). Большинство современных аккумуляторов малообслуживаемые и необслуживаемые (не предусматривают ремонта). Необслуживаемые и монолитные варианты для данного применения более удобны, так как исключают разливание электролита (их заправка производится на заводе, после чего закрывается корпус), но они значительно дороже.
В кислотных аккумуляторах электролитом является 30%-ный раствор серной кислоты (H2S04) в дистиллированной воде (Н20). Его плотность должна быть 1,21 …1,31 г /см3 (рабочая температура такого электролита находится в диапазоне—30…+50°С).

Следует также учитывать, что аккумулятор обладает 100%-ной эффективностью при +27°С, а при -18°С она падает до 40%. Поэтому в справочных данных на аккумуляторы все предприятия в Европе и значительная их часть в Азии обычно указывают пусковой ток разряда (1р) при -18°С (по промышленному стандарту Германии DIN 43 539 — он наиболее близок нашему ГОСТу). Этот ток характеризует условия, при которых батарея за 30 с разряжается до напряжения 9 В.

Важным параметром аккумулятора является его номинальная емкость С20 (индекс 20 говорит о том, что измеряется значение при 20-часовом режиме разряда). Например, для батарей с номинальным напряжением 12 В и С20 = 44 А ч ток разряда 1разр = С20/20 = 2,2 А до напряжения 10,75 В составит не менее 20 часов. При этом батарея отдает 60% своей энергии, но сохраняет способность к зарядке для следующего цикла работы.

Батареи американских производителей выпускаются и испытываются по требованиям своего стандарта SAE J 537. По нему обычно указывают два основных параметра: резервную (номинальную) емкость Ср и тестовый ток холодного разряда 1сс при -18°С. Для пересчета этих параметров в европейский стандарт можно воспользоваться соотношениями

1Р = 0,534 • 1сс и С20 = 0,633 • Ср.

При длительном хранении заправленного аккумулятора без подзаряда он, как и любой другой химический источник тока, может прийти в полную негодность за счет внутреннего тока саморазряда. Саморазряд аккумулятора считается нормальным, если он не превышает 1% в сутки (30% емкости в месяц). Но следует учитывать, что процессы саморазряда протекают более интенсивно в изношенных или разряженных элементах. При саморазряде происходит сульфата-ция внутренних пластин электродов, что приводит к ухудшению рабочих характеристик.

Для того чтобы элементы питания служили вам долго, необходимо за ними грамотно ухаживать (доливать испарившийся электролит), а также не допускать сильного разряда (ниже 10,5 В) при эксплуатации.
Чтобы предотвратить вредные последствия от саморазряда, нужно:

? применять качественный электролит, без вредных посторонних примесей (бывают, правда, и специальные полезные примеси);

? поддерживать нормальную плотность электролита;

? хранить батарею в заряженном состоянии и в прохладном месте (например, при температуре -30°С внутренний саморазряд почти прекращается);

? использовать зарядное устройство, обеспечивающее десульфата-цию пластин.

Неработающий аккумулятор необходимо подзаряжать хотя бы один раз в месяц. Нормальный зарядный ток — величина, равная 10% емкости аккумуляторной батареи. Например, для батареи емкостью 44 А ч ток заряда 1заряда = 44/10 = 4,4 А.

Время заряда зависит от степени разряженности аккумулятора и обычно не превышает 10… 13 часов. Окончание процесса можно заметить по интенсивному газовыделению или измерив плотность электролита — она превысит номинальную, но через 2 ч снизится до 1,28 г/см3. Если вам спешить некуда, то лучше заряжать меньшим током, но дольше. Это увеличивает срок службы аккумулятора, поскольку в этом случае внутри менее интенсивно идут электрохимические процессы.

Существует много разных методов заряда: постоянным током, ступенчатый заряд, импульсный заряд, заряд реверсивным током, непрерывный подзаряд и др. Наиболее эффективным является заряд реверсивным асимметричным током, когда в каждом периоде аккумулятор заряжается и частично разряжается. При определенном соотношении прямого и обратного тока снижается газовыделение и температура электролита, а также позволяет увеличить суммарную пористость и площадь действующей поверхности пластин, т. е. увеличить площадь соприкосновения электролита с активной поверхностью электрода, что облегчает диффузию. К тому же при этом почти полностью исключается необратимая сульфатация пластин. А при необходимости в таких устройствах можно выполнять ускоренный заряд, увеличив зарядный ток в 2-3 раза выше номинального, без риска повредить аккумулятор (вообще-то для ускоренного заряда допустим ток не более 0,2 от емкости батареи).

Наиболее эффективно процесс десульфатации пластин и восстановления аккумуляторной батареи (даже сильно сульфатированной)
идет на малых токах заряда 1 …2 А, при значении тока разряда 10% от зарядного. Такой режим зарядки иногда называют «десульфатацией».

Самая простая схема сетевого зарядного устройства, которая может для этих целей использоваться, приведена на рис. 2.8. Она выполнена так, что заряд аккумулятора производится во время действия положительной полуволны напряжения, проходящей через диод VD1, а при отрицательной —диод заперт и аккумулятор разряжается через резистор R3 (током 0,5 А).
На транзисторе VT1 собран линейный стабилизатор тока, величину которого можно регулировать резистором R2, ориентируясь на показания амперметра РА1 (0…3 А). При этом надо учитывать, что при зарядке аккумулятора часть тока протекает и через резистор R3 (10%), к тому же стрелочный прибор — амперметр, показывает усредненные значения тока за период. В этом случае при действующем зарядном токе за половину периода в 5 А, амперметр будет показывать 1,8 А.

Так как процесс заряда довольно длительный и постоянно следить за ним неудобно, в схеме предусмотрена защита от неконтролируемого разряда аккумулятора в случае исчезновения сетевого напряжения, в этом случае реле К1 своими контактами К1.1 разомкнет цепь аккумулятора. Предохранитель FU2 предотвращает повреждение транзистора при случайном замыкании выходных цепей.

Для изготовления схемы подойдет любой трансформатор мощностью не менее 150 Вт, который имеет во вторичной обмотке напряжение 22…25 В. Транзистор устанавливается на радиатор площадью не менее 200 см2.

Резисторы применены: R1 типа С2-23, R2 — ППБЕ-15 (номинал может быть от 3,3 до 15 кОм), R3 — ПЭВ-15, R4 — С5-16МВ. Стаби-
литрон VD2 подойдет любой, с напряжением стабилизации от 7,5 до 12 В, реле К1 — для работы на переменном напряжении 24 В и мощными контактами.

Большинство пользователей это зарядное устройство вполне удовлетворит, но существуют и более совершенные схемы, автоматически следящие за процессом заряда и вовремя его прекращающие. Их можно найти в литературе [14, с. 98; 15, с. 168] и др.

Достоинством кислотных автомобильных аккумуляторов является их способность отдавать в импульсе значительные мощности (пусковые токи у стартера для начальной прокрутки клапанов двигателя автомобиля обычно превышают 100 А). Эту возможность можно использовать при работе с электроудочкой.

Электронный блок от аккумулятора напряжением 12 В чаще всего потребляет ток не менее 13… 15 А — обычно для рыбалки бывает достаточно минимальной средней мощности электроудочки около 150 Вт (в случае хорошего КПД схемы), но она может быть и значительно больше: доходить до 800 Вт. Для длительной рыбалки энергоемкость у аккумулятора следует выбирать в диапазоне от 18 до 55 А ч. Так, например, автомобильный аккумулятор 6СЕ-55 позволяет работать без подзарядки около 10 ч.

Для питания электроудочки вместо аккумулятора можно еще взять бензиновый преобразователь (так, кстати, некоторые и делают за рубежом, где имеются портативные бензиновые и дизельные электрогенераторы), но он несколько тяжелей по сравнению с аккумулятором и значительно дороже, к тому же шумит. Для тех, кто имеет возможность и хочет использовать такой вид питания, в разд. 3 приведены параметры лучших и наиболее популярных зарубежных малогабаритных автономных электрогенераторов.