開(kāi)關(guān)電源式充電機(jī)在煤礦的應(yīng)用

摘要:本文介紹了一種開(kāi)關(guān)電源式充電機(jī),采用變電流脈沖快速充電技術(shù),能有效消除鉛酸蓄電池在大電流充電下的極化現(xiàn)象,使充電速度加快,充電效率提高,同時(shí)電池析氣量少,溫升較低。延長(zhǎng)蓄電池的壽命。

關(guān)鍵詞:開(kāi)關(guān)電源,變電流脈沖充電。

礦用蓄電池電機(jī)車在煤礦井下運(yùn)輸中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池充電器采用相控電源,工頻變壓器加可控硅整流方案,設(shè)備體積大,效率低,動(dòng)態(tài)響應(yīng)也較差。鉛酸蓄電池往往由于充電方法不合理,導(dǎo)致了容量下降過(guò)快、循環(huán)使用壽命縮短的現(xiàn)象。我單位選用一種新型的智能充電機(jī),為高頻開(kāi)關(guān)電源式,采用變電流脈沖充電法,使得充電電流更好地逼近蓄電池的可接受充電電流曲線,從而加快了充電的速度,延長(zhǎng)了循環(huán)使用壽命。

1.充電機(jī)的充電原理分析:

1.1傳統(tǒng)的工頻變壓器的充電方法工頻變壓器采用可控硅整流方案恒流充電,充電電流強(qiáng)度不變,如圖1。圖1特性曲線控制方法簡(jiǎn)單,但電池的可接受電流能力是隨著充電過(guò)程的進(jìn)行而逐漸下降的,到充電后期,充電電流多用于電解水,產(chǎn)生氣體,使出氣過(guò)多。因此,常選用階段充電法二階段法采用恒電流和恒電壓相結(jié)合的快速充電方法,可以減少出氣量,但作為一種快速充電方法使用,受到一定的限制。

1.2開(kāi)關(guān)電源式充電機(jī)的變電流脈沖充電方法開(kāi)關(guān)電源式充電機(jī)的變電流脈沖充電法是脈沖充電法和變電流間歇充電法的結(jié)合。如圖2所示。這種充電方法是把變電流間歇充電法的各恒流充電段中加入許多時(shí)間很短的停充間隔,這樣各恒流充電段可以看成是由脈寬相同的眾多脈沖電流組成。脈沖電流充電時(shí),蓄電池被逐漸充滿電量。脈沖電流恒流充電過(guò)程中的短間歇可以有效地降低濃度差極化,恒流充電段轉(zhuǎn)換之際的長(zhǎng)間歇除了可以減弱濃度差極化外,還可使蓄電池內(nèi)部經(jīng)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣和氧氣有時(shí)間重新化合,從而繼續(xù)參加下一輪的化學(xué)反應(yīng),減少了析氣量,采用這樣的方法更有極化現(xiàn)象的消除。減弱電池的硫酸鹽化,提高電池的均衡性,從而延長(zhǎng)電池的循環(huán)使用壽命。

2.開(kāi)關(guān)電源式充電機(jī)充電快、效率高的原理2.S2(C2000)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)下編制而成,程序用C語(yǔ)言編寫(xiě),采用模塊化程序設(shè)計(jì)方法,系統(tǒng)工作的主程序如圖3。圖3電路原理圖2.2控制系統(tǒng)充電機(jī)的控制采用TMSLF240X系列的2407DSP芯片。芯片外部配以采樣電路(電池端電壓、充電電流和電池溫度)、輸出控制電路、EEPROM讀寫(xiě)電路、鍵盤(pán)掃描電路和SCI串行通信電路等。通過(guò)人機(jī)界面可以設(shè)置參數(shù),控制充電過(guò)程。在該系統(tǒng)中,DSP通過(guò)采樣電路負(fù)責(zé)對(duì)輸出電流、蓄電池端電壓、直流母線電壓、變壓器溫度、蓄電池溫度等多個(gè)模擬量進(jìn)行采樣。并在顯示屏顯示數(shù)值、及充電過(guò)程的階段;同時(shí),DSP通過(guò)對(duì)溫度值蓄電池端電壓的檢測(cè),決定系統(tǒng)是否應(yīng)處于工作狀態(tài)(指處于對(duì)蓄電池的充電狀態(tài)),當(dāng)檢測(cè)到任意一種溫度值超過(guò)允許值時(shí),立即停機(jī)。

3.工頻沖電機(jī)與開(kāi)關(guān)電源式充電機(jī)的使用對(duì)比:3.1鉛酸電池的使用壽命方面:目前鉛酸電池使用壽命在煤礦中普遍很低