專利名稱：機車充電機的制作方法
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(xiàn)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(huán)境溫度的升高而增強，隨溫度降低而降低。當環(huán)境溫度升高時，充電電壓應該降低，以避免過充；當環(huán)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(nèi)充電機技術的發(fā)展，有些庫內(nèi)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(chǎn)的充電機防反充電路已不能適應當前庫內(nèi)充電機的檢測功能。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是，針對現(xiàn)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(jù)蓄電池環(huán)境溫度的變化自動調(diào)節(jié)，延長蓄電池壽命防止電池過充的發(fā)生。為解決上述技術問題，本實用新型所采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(jiān)控模塊，DC/DC模塊，庫內(nèi)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(jiān)控模塊連接，AC/DC模塊組與庫內(nèi)充電端子并聯(lián)，DC/DC模塊與監(jiān)控模塊連接，DC/DC模塊和AC/DC模塊組一并接入蓄電池組，監(jiān)控模塊與溫度補償器連接。還包括由電阻和二極管并聯(lián)組成的防反充電路，防反充電路與庫內(nèi)充電端子連接。交流電源和濾波器之間并聯(lián)了過壓保護器，DC/DC模塊、AC/DC模塊組與蓄電池組之間并聯(lián)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充電模塊并聯(lián)組成。本實用新型的HXDlC機車充電機輸出電壓能根據(jù)蓄電池環(huán)境溫度的變化自動調(diào)節(jié)，延長蓄電池壽命和防止電池過充情況的發(fā)生，防反充電路可以避免因庫內(nèi)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(jié)構(gòu)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(jiān)控單元組成，統(tǒng)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，即電源柜的總?cè)萘繛?10Vdc/90A。IlOV充電模塊采用高頻開關穩(wěn)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充電模塊并聯(lián)輸出，并保證了輸出的均流，使得該電源柜完全不同于傳統(tǒng)的集中式電源柜，DC/DC模塊將輸入的IlOV同樣經(jīng)過高頻開關穩(wěn)壓方式輸出 DCMV，為應急燈、儀表等設備提供電源。此外監(jiān)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(tài)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(huán)境溫度升高時，充電電壓應該降低，以避免過充；當環(huán)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?shù)某潆姍C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(jù)環(huán)境溫度的變化自動調(diào)節(jié)，以達到延長蓄電池壽命和防止電池過充的發(fā)生。溫度補償電路見圖3。HXDlC機車充電機采用PTlOO溫度補償探針(圖3中B部分)，PTlOO檢測電路安裝在監(jiān)控單元內(nèi)(圖3中A部分)，監(jiān)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(diào)節(jié)功能。如圖3，該溫度補償電路采用PTlOO前置放大三線制接法。PTlOO傳感器引出三根材質(zhì)、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(jīng)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(lián)，PTlOO與線電阻串聯(lián)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(shù)，再看線電阻Rx的影響，PTlOO最下端線電阻產(chǎn)生的電壓降經(jīng)過中間線電阻，R22加到UlC的第10腳，由續(xù)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(jiān)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于庫內(nèi)，由庫內(nèi)電源充電時，有可能因庫內(nèi)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(nèi)蓄電池充電回路上增加防反充二極管D，并在該二極管上并聯(lián)一個阻值20K Ω電阻R。如圖4，二極管D在電路中起到防反充作用。若庫內(nèi)蓄電池充電電纜反接，由于二極管D反向截止，電路可看作開路，不會對蓄電池充電；若庫內(nèi)蓄電池充電電纜連接正確， 二極管D正向?qū)?，開始對蓄電池充電，因此達到防反充作用?？紤]到有些庫內(nèi)充電機具有充電前對電路是否連接正確的檢測功能，在二極管上并聯(lián)一個大阻值電阻R，起到檢測作用。若庫內(nèi)充電機帶檢測功能，當充電電纜反接時，二極管D反向截止，由于R阻值很大，將有微弱電流流經(jīng)電阻R形成通路，檢測到電壓U為負值，發(fā)出警告，不予充電。若庫內(nèi)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(jiān)控模塊，DC/DC模塊，庫內(nèi)充電端子，其特征在于，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(jiān)控模塊連接，AC/DC模塊組與庫內(nèi)充電端子并聯(lián)，DC/DC模塊與監(jiān)控模塊連接，DC/DC模塊和AC/DC模塊組一并接入蓄電池組，監(jiān)控模塊與溫度補償器連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的機車充電機，其特征在于，還包括由電阻和二極管并聯(lián)組成的防反充電路，防反充電路與庫內(nèi)充電端子連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的機車充電機，其特征在于，交流電源和濾波器之間并聯(lián)了過壓保護器，DC/DC模塊、AC/DC模塊組與蓄電池組之間并聯(lián)了過壓保護器。
4.根據(jù)權利要求1所述的機車充電機，其特征在于，所述的溫度補償器為PT100溫度補償探針。
5.根據(jù)權利要求1-4之一所述的機車充電機，其特征在于，所述的AC/DC模塊組由 110VAC/DC充電模塊并聯(lián)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(jiān)控模塊，DC/DC模塊，庫內(nèi)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(jiān)控模塊連接，AC/DC模塊組與庫內(nèi)充電端子并聯(lián)，DC/DC模塊與監(jiān)控模塊連接，DC/DC模塊和AC/DC模塊組一并接入蓄電池組，監(jiān)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(jù)蓄電池環(huán)境溫度的變化自動調(diào)節(jié)，延長蓄電池壽命和防止電池過充情況的發(fā)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(yōu)先權日2011年6月13日
發(fā)明者嚴波, 付亞娥, 張偉先, 李玉梅, 李紅艷, 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