機車充電機的製作方法

2023-10-10 14:50:34 3

專利名稱：機車充電機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電力機車充電設備，特別是一種具有溫度補償和防反充功能的HXDlC機車充電機。
背景技術：
現有的電力機車充電機不具備溫度補償功能，而蓄電池化學活性會隨著環境溫度的升高而增強，隨溫度降低而降低。當環境溫度升高時，充電電壓應該降低，以避免過充；當環境溫度降低時，充電電壓應該升高，以避免充電不足。隨著機車庫內充電機技術的發展，有些庫內充電機具有檢測功能，在充電前會對電路連接正確與否進行檢測。以前生產的充電機防反充電路已不能適應當前庫內充電機的檢測功能。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種具有溫度補償功能的機車充電機，使得機車充電機輸出電壓能根據蓄電池環境溫度的變化自動調節，延長蓄電池壽命防止電池過充的發生。為解決上述技術問題，本實用新型所採用的技術方案是一種機車充電機，其包括交流電源，濾波器，AC/DC模塊組，監控模塊，DC/DC模塊，庫內充電端子，還包括溫度補償器，交流電源通過濾波器與AC/DC模塊組連接，AC/DC模塊組與監控模塊連接，AC/DC模塊組與庫內充電端子並聯，DC/DC模塊與監控模塊連接，DC/DC模塊和AC/DC模塊組一併接入蓄電池組，監控模塊與溫度補償器連接。還包括由電阻和二極體並聯組成的防反充電路，防反充電路與庫內充電端子連接。交流電源和濾波器之間並聯了過壓保護器，DC/DC模塊、AC/DC模塊組與蓄電池組之間並聯了過壓保護器。所述的溫度補償器為PT100溫度補償探針。所述的AC/DC模塊組由110VAC/DC充電模塊並聯組成。本實用新型的HXDlC機車充電機輸出電壓能根據蓄電池環境溫度的變化自動調節，延長蓄電池壽命和防止電池過充情況的發生，防反充電路可以避免因庫內蓄電池充電電纜接反而造成機車設備燒損的情況。

圖1為HXDlC機車充電機電氣原理框圖；圖2為HXDlC機車充電機電氣原理圖；圖3為HXDlC充電機溫度補償電路結構框圖；圖4為HXDIC充電機溫度補償電路原理圖；[0015]圖5為HXDlC機車充電機防反充電氣原理簡化圖。
具體實施方式
參見圖2，該充電機主要由4個110Vac/dc充電模塊，1個MVdc/dc模塊和1 個220-110監控單元組成，統一安裝在機箱的上半部分(見附圖幻。每個充電模塊為 110Vdc/22. 5A，即電源櫃的總容量為110Vdc/90A。IlOV充電模塊採用高頻開關穩壓方式， 將單相交流220V輸入電壓變換成隔離的直流IlOV輸出電壓以滿足蓄電池充電、設備使用等要求。4個相對獨立的IlOV充電模塊並聯輸出，並保證了輸出的均流，使得該電源櫃完全不同於傳統的集中式電源櫃，DC/DC模塊將輸入的IlOV同樣經過高頻開關穩壓方式輸出 DCMV，為應急燈、儀表等設備提供電源。此外監控單元將主要負責對IlOV模塊、24V模塊、 溫度補償器進行管理，提供狀態顯示、故障記錄、故障查詢、充電管理、外部通信等功能。HXDlC機車充電機溫度補償該機車蓄電池電化學活性隨溫度的升高而增強，隨溫度降低而降低。當環境溫度升高時，充電電壓應該降低，以避免過充；當環境溫度降低時， 充電電壓應該升高，以避免充電不足。所以，使用帶有溫度補償的充電機可大大改善蓄電池使用壽命。因此在_25°C +55°C情況下，機車充電機輸出電壓應能根據環境溫度的變化自動調節，以達到延長蓄電池壽命和防止電池過充的發生。溫度補償電路見圖3。HXDlC機車充電機採用PTlOO溫度補償探針(圖3中B部分)，PTlOO檢測電路安裝在監控單元內(圖3中A部分)，監控單元通過檢測溫度控制充電機AC/DC模塊輸入電壓，以達到充電機充電目標電壓隨蓄電池溫度自動調節功能。如圖3，該溫度補償電路採用PTlOO前置放大三線制接法。PTlOO傳感器引出三根材質、線徑、相同的線，接法如圖所示。檢測電路輸入端接2V電壓。由電阻分壓知:V3 = 2*R20/(R14+R20) = 200/1100 = 2/11........a由虛短知，UlB第5腳6腳電壓和第7腳電壓相等V4 = V3.......b由虛斷知，UlA第2腳沒有電流通過，則流經R18，R19電流相等。(V5-V2) /R18 = (V2-V3) /R19. . . . c由虛斷知，UlA第3腳上沒有電流通過，V7 = Vl.....d在橋電路中R15，PTlOO及線電阻串聯，PTlOO與線電阻串聯分得的電壓通過電阻 R17 加至 UlA 第 3 腳，V7 = 2* (R0+2Rx) / (R15+R0+2Rx).....e由虛短知UlA第3腳和第2腳電壓相等，Vl = V2......f由 a、b、c、d、e、f 得(V5_V7)/R18 = (V7_V3)/R19 化簡得 V5 = 2(R18+R19)*(Rx+2R0)/[R19(R15+R0+2Rx)]-2R18/(11R19)........ g由式g可知輸出電壓V5是RO的函數，再看線電阻Rx的影響，PTlOO最下端線電阻產生的電壓降經過中間線電阻，R22加到UlC的第10腳，由續斷知V8 = VlO = 2*Rx/ (R15+R0+2Rx)......h(V6-V9) /R26 = V9/R25h........i由虛短知V9= V4 = V8..........j由式得 V6 = (R26+R25) *V9/R25.....k由g、k方程組知，如果測出V5，V6兩點電壓值，就可算出RO，Rx電阻值，由RO阻值及監控模塊測得的PTlOO電阻值就可知道溫度的大小。[0033]HXDlC機車充電機防反充當機車停放於庫內，由庫內電源充電時，有可能因庫內蓄電池充電電纜接反而造成機車設備燒毀，如圖4所示，在庫內蓄電池充電迴路上增加防反充二極體D，並在該二極體上並聯一個阻值20K Ω電阻R。如圖4，二極體D在電路中起到防反充作用。若庫內蓄電池充電電纜反接，由於二極體D反向截止，電路可看作開路，不會對蓄電池充電；若庫內蓄電池充電電纜連接正確， 二極體D正嚮導通，開始對蓄電池充電，因此達到防反充作用。考慮到有些庫內充電機具有充電前對電路是否連接正確的檢測功能，在二極體上並聯一個大阻值電阻R，起到檢測作用。若庫內充電機帶檢測功能，當充電電纜反接時，二極體D反向截止，由於R阻值很大，將有微弱電流流經電阻R形成通路，檢測到電壓U為負值，發出警告，不予充電。若庫內充電電纜連接正確，則檢測到U為正極性，顯示正常，開始充電。
權利要求1.一種機車充電機，包括交流電源，濾波器，AC/DC模塊組，監控模塊，DC/DC模塊，庫內充電端子，其特徵在於，還包括溫度補償器，交流電源通過濾波器與AC/DC模塊組連接，AC/ DC模塊組與監控模塊連接，AC/DC模塊組與庫內充電端子並聯，DC/DC模塊與監控模塊連接，DC/DC模塊和AC/DC模塊組一併接入蓄電池組，監控模塊與溫度補償器連接。
2.根據權利要求1所述的機車充電機，其特徵在於，還包括由電阻和二極體並聯組成的防反充電路，防反充電路與庫內充電端子連接。
3.根據權利要求1所述的機車充電機，其特徵在於，交流電源和濾波器之間並聯了過壓保護器，DC/DC模塊、AC/DC模塊組與蓄電池組之間並聯了過壓保護器。
4.根據權利要求1所述的機車充電機，其特徵在於，所述的溫度補償器為PT100溫度補償探針。
5.根據權利要求1-4之一所述的機車充電機，其特徵在於，所述的AC/DC模塊組由 110VAC/DC充電模塊並聯組成。
專利摘要本實用新型公開了一種機車充電機，其包括交流電源，濾波器，AC/DC模塊組，監控模塊，DC/DC模塊，庫內充電端子，還包括溫度補償器，交流電源通過濾波器與AC/DC模塊組連接，AC/DC模塊組與監控模塊連接，AC/DC模塊組與庫內充電端子並聯，DC/DC模塊與監控模塊連接，DC/DC模塊和AC/DC模塊組一併接入蓄電池組，監控模塊與溫度補償器連接。本實用新型的HXD1C機車充電機輸出電壓能根據蓄電池環境溫度的變化自動調節，延長蓄電池壽命和防止電池過充情況的發生。
文檔編號H02J7/02GK202084973SQ20112019619
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月13日 優先權日2011年6月13日
發明者嚴波, 付亞娥, 張偉先, 李玉梅, 李紅豔, 王樂, 白曉龍, 趙穎, 陳珍寶 申請人:南車株洲電力機車有限公司