[實(shí)用新型]直-交流機(jī)車(chē)蓄電池電壓檢測(cè)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120288266.2
• 申請(qǐng)日: 2011-08-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202200856U
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王祥軍;陶鵬宇;龔俊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湖南中鐵五新重工有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B60L11/18
• 分類(lèi)號(hào): B60L11/18;B60L3/00;G01R31/36;G01R19/165
• 代理公司: 長(zhǎng)沙永星專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 43001
• 代理人: 周詠;林毓俊

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種直-交流機(jī)車(chē)蓄電池電壓檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)

蓄電池給整個(gè)直-交流機(jī)車(chē)提供電源，其由多臺(tái)電壓170V、額定容量700A.h的蓄電池串聯(lián)使用。蓄電池組容量相當(dāng)大，價(jià)格也相當(dāng)昂貴，蓄電池維護(hù)的好壞，直接關(guān)系到機(jī)車(chē)的運(yùn)行質(zhì)量和運(yùn)行成本。而目前的直-交流機(jī)車(chē)運(yùn)行時(shí)的電壓檢測(cè)一直都是采用機(jī)械直流電壓表測(cè)量整個(gè)蓄電池組的電壓，測(cè)量精度低，誤差大，靠人觀察，對(duì)電池的維護(hù)不利，影響蓄電池組的使用壽命。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種能隨時(shí)檢測(cè)蓄電池參數(shù)，并且檢測(cè)精度高，的直-交流機(jī)車(chē)蓄電池電壓檢測(cè)裝置。

本實(shí)用新型提供的這種直-交流機(jī)車(chē)蓄電池電壓檢測(cè)裝置，包括對(duì)每個(gè)蓄電池進(jìn)行電壓檢測(cè)的直流電壓變送器、控制器PLC、觸摸屏、執(zhí)行器，每一個(gè)直流電壓變送器都把其檢測(cè)到的直流信號(hào)傳送到與PLC相對(duì)應(yīng)的模擬量輸入端口，其模擬信號(hào)在PLC內(nèi)部進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后，經(jīng)PLC程序處理，向執(zhí)行器輸出控制信號(hào)，向觸摸屏輸出監(jiān)控信號(hào)。

每一臺(tái)蓄電池都有一個(gè)直流電壓變送器負(fù)責(zé)檢測(cè)。

本實(shí)用新型的工作過(guò)程是，使用直流電壓變送器測(cè)量蓄電池組的電壓，把檢測(cè)的數(shù)據(jù)傳送給PLC,經(jīng)PLC程序處理后，控制機(jī)車(chē)的運(yùn)行，并在觸摸屏上顯示蓄電池的參數(shù)，提示用戶對(duì)蓄電池的維護(hù)。直流電壓變送器的使用克服了機(jī)械直流電壓表測(cè)量精度低，誤差大，自動(dòng)化程度低的缺點(diǎn)，同時(shí)延長(zhǎng)了蓄電池的使用壽命，能為用戶創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

從圖1可以看出本直-交流機(jī)車(chē)的蓄電池直流電壓檢測(cè)裝置，由以下器件組成：三個(gè)檢測(cè)用直流電壓變送器、控制器PLC、開(kāi)關(guān)電源、觸摸屏和執(zhí)行器（見(jiàn)圖1）。為了使測(cè)量精度提高，在這里使用的直流電壓變送器，每一臺(tái)蓄電池都由一個(gè)直流電壓變送器負(fù)責(zé)檢測(cè)，其參數(shù)如下：額定電壓DC?300V、測(cè)量范圍DC?0-360V、精度±1.0%、輸出電流0-20mA標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)，可隔離測(cè)量直流電壓。

在直-交流機(jī)車(chē)運(yùn)行時(shí)，每一個(gè)直流電壓變送器都把其檢測(cè)到的直流信號(hào)傳送到與PLC相對(duì)應(yīng)的模擬量輸入端口，其模擬信號(hào)在PLC內(nèi)部進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后，經(jīng)PLC程序處理，并將處理后的信息一方面送給執(zhí)行器中的主變頻器、空壓機(jī)變頻器，然后到每一個(gè)電動(dòng)機(jī)，控制機(jī)車(chē)的運(yùn)行。另一方面PLC將處理后的信息送到觸摸屏，在觸摸屏上能監(jiān)控每一臺(tái)蓄電池的工作狀況，并進(jìn)行歷史記錄，把數(shù)據(jù)保存下來(lái)，其蓄電池工作狀況界面顯示如下：1#蓄電池瞬時(shí)電壓值、2#蓄電池瞬時(shí)電壓值、3#蓄電池瞬時(shí)電壓值、1#放電適合值提示、2#放電適合值提示、3#放電適合值提示、1#放電最大值報(bào)警、2#放電最大值報(bào)警、3#放電最大值報(bào)警、故障蓄電池提示。

直-交流機(jī)車(chē)在蓄電池電用完后，一般是用專(zhuān)用門(mén)吊或其它吊裝設(shè)備吊到大功率充電器去充電，用充好電的另一蓄電池組給機(jī)車(chē)使用，直-交流機(jī)車(chē)在下坡、減速、制動(dòng)時(shí)，變頻器反過(guò)來(lái)給蓄電池充電，根據(jù)蓄電池的充電特性，靠此功能給蓄電池充滿、充好電是不容易實(shí)現(xiàn)的，因此在觸摸屏上不必顯示蓄電池的詳細(xì)充電數(shù)據(jù)。在直-交流機(jī)車(chē)運(yùn)行時(shí)，蓄電池就開(kāi)始放電，蓄電池放電過(guò)程是觸摸屏監(jiān)控最關(guān)鍵的，其放電原理如下：放電開(kāi)始時(shí)，蓄電池端電壓Ｕ_f從170Ｖ迅速下降，這是由于放電之初極板孔隙內(nèi)的H₂SO₄迅速消耗，密度迅速下降的緣故。隨著極板孔隙外的電解液向極板孔隙內(nèi)滲透速度加快，當(dāng)其滲透速度與化學(xué)反應(yīng)速度達(dá)到相對(duì)平衡時(shí)，極板孔隙內(nèi)的電解液密度的變化速率趨于一致，端電壓將隨整個(gè)容器內(nèi)的電解液密度降低而緩慢下降到157Ｖ。隨后端電壓又迅速降低到149Ｖ，此時(shí)應(yīng)立即停止放電，并稱(chēng)此電壓值為單臺(tái)電池的終止電壓。若繼續(xù)放電，端電壓會(huì)急劇下降，這是因?yàn)榉烹娊K了時(shí)，化學(xué)反應(yīng)深入到極板的內(nèi)層，并且放電過(guò)程中生成的PbSO_４較原來(lái)的活性物質(zhì)的體積大且積聚，在孔隙內(nèi)，使孔隙變小，電解液滲透困難，由此造成極板孔隙內(nèi)電解液密度迅速下降，端電壓隨之急劇下降。繼續(xù)放電則為過(guò)放電。過(guò)度放電對(duì)蓄電池極為有害，極板孔隙中生成粗結(jié)晶硫酸鉛，充電時(shí)不易還原，即造成極板硫化，嚴(yán)重影響蓄電池的壽命，并導(dǎo)致蓄電池的容量下降。放電停止后，由于電解液滲透的結(jié)果，使孔隙內(nèi)外的電解液密度趨于一致，蓄電池單臺(tái)電池電動(dòng)勢(shì)會(huì)回升至166Ｖ。根據(jù)蓄電池的放電原理可知，在直-交流機(jī)車(chē)運(yùn)行時(shí)，當(dāng)機(jī)車(chē)的控制系統(tǒng)檢測(cè)到單臺(tái)蓄電池的電壓下降到157V時(shí)，在觸摸屏上顯示“X#放電適合值提示”，告知操作者停止使用機(jī)車(chē)，需更換新的蓄電池組，如蓄電池電壓下降到149V時(shí)，在觸摸屏上顯示“X#放電最大值報(bào)警”，同時(shí)機(jī)車(chē)自動(dòng)停止運(yùn)行，且鎖住機(jī)車(chē)程序，嚴(yán)禁在此電壓下運(yùn)行機(jī)車(chē)。在直-交流機(jī)車(chē)運(yùn)行時(shí)，控制系統(tǒng)如檢測(cè)到某一臺(tái)蓄電池的電壓值與其蓄電池的電壓值相差8.5V,電壓低的那臺(tái)蓄電池有故障，需要維修和更換，在觸摸屏上顯示有故障的蓄電池。