[發明專利]一種礦用鉛酸蓄電池高頻智能快充充電器

在審

• 申請號: 201611138549.2
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN106972604A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 鄧永紅;張文山;錢會發
• 申請（專利權）人: 華北科技學院
• 主分類號: H02J7/10
• 分類號: H02J7/10
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及出充電器領域，尤其是一種礦用鉛酸蓄電池高頻智能快充充電器。

背景技術

在煤礦給鉛酸蓄電池充電，需要根據鉛酸蓄電池的電壓等級、容量、電池本身狀況（新舊程度），采取不同的充電方式；還需要提高煤礦鉛酸蓄電池的使用壽命，提高煤礦充電作業效率以及采用快充技術。根據煤礦的實際應用背景，概括來說，礦用鉛酸蓄電池高頻智能充電器應該具有如下要求：(1)充電器的容量應不低于55kW，最大充電電流為120A，且0-120A連續可調輸出；(2)要能給所有規格的蓄電池組充電，智能充電器輸出的充電電壓應該能夠在DC 0V～DC550V之間連續可調節；(3)充電器要自動適應AC380V/AC660兩種輸入電壓；(4)考慮到鉛酸蓄電池組充電方式的要求，充電器既能恒壓又能實現多段式恒流充電，既能自動又能手動充電。手動充電時，充電方式可選擇，充電曲線可設定；自動充電時，自適應不能的鉛酸蓄電組自動選擇充電方式；（6）自動適應井下供電網電壓波動的適應能力；（7）充電器具有快充和快放電功能；（8）充電器運行可靠，設備體積小，質量輕，便于移動,運輸和維修。

目前煤礦井下充電器有二種充電方式。第一種充電方案，輸入工頻變壓器加晶閘管相控調壓充電器方案如圖1所示，是一種典型的交-直（AC/DC）電壓變換方式。該系統存在的突出問題是：第一、充電電壓脈動較大，損傷蓄電池；第二、體積大和重量重，加隔爆外殼質量重（750 kg以上）；第三、充電模式粗獷、不能完全實現智能充電，容易導致充電電流過大、蓄電池過熱嚴重、極板老化變形等，致使蓄電池的壽命大為縮短；第四、不能實現充電電流與蓄電池電壓自適應的充電工況；第五、不能實現給蓄電池放電以及快充電技術；第6、不能自動適應AC380V/AC660兩種輸入電壓，靠改變電源輸入變壓器原邊繞組的接線方式來適應的。

第二種充電方法，如圖2和圖3所示，采用的是不可控整流——H橋逆變器——高頻變壓器——快速整流的鉛酸蓄蓄電池高頻智能充電系統或者不可控整流——斬波——H橋逆變器——高頻變壓器——快速整流的鉛酸蓄電池高頻智能充電系統，該系統存在的突出問題是：第一、智能充電器自動適應AC380/660V電壓等級與智能充電器輸出的充電電壓應該能夠在DC 0V～DC550V之間連續可調節不能兼顧；第二、當供電電網波動比較大的時候，輸出充電電壓在DC 0V～DC550V之間難以連續可調；第三、不能實現給蓄電池快速放電；第四、難以實現快速充電；因此研究礦用鉛酸蓄電池高頻智能快充充電器是非常有意義的期待。

因此，對于上述問題有必要提出一種礦用鉛酸蓄電池高頻智能快充充電器。

發明內容

本發明目的是克服了現有技術中的不足，提供了一種礦用鉛酸蓄電池高頻智能快充充電器。

為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現：

一種礦用鉛酸蓄電池高頻智能快充充電器，包括總控制系統、第一控制系統、第二控制系統、第三控制系統、PWM整流器、雙向DC/DC變流器、雙向H橋逆變器Ⅰ、雙向H橋逆變器Ⅱ和高頻變壓器，所述總控制系統通過現場總線分別與第一控制系統、第二控制系統和第三控制系統互相連接，所述第一控制系統與PWM整流器相連，所述第二控制系統與雙向DC/DC變流器相連，所述第三控制系統分別與雙向H橋逆變器Ⅰ和雙向H橋逆變器Ⅱ相連，所述雙向H橋逆變器Ⅰ通過高頻變壓器與雙向H橋逆變器Ⅱ相連。

優選地，所述PWM整流器包括輸入電感L₁、濾波模塊、三相逆變橋和濾波支撐電容E₁。

優選地，所述輸入電感L₁的一端接入三相電網，所述輸入電感L₁的另一端均接入三相逆變器橋的三相交流端連接，所述三相逆變器橋直流端連接濾波支撐電容E₁。

優選地，所述濾波模塊的一端分別接入三相逆變橋的三相交流端，所述濾波模塊由濾波電感E₂通過電容C₁閉合串聯。

優選地，所述雙向DC/DC變流器包括絕緣柵雙極型晶體管VT7、絕緣柵雙極型晶體管VT8、第三電感和第二電容，所述絕緣柵雙極型晶體管VT7的一端接入第一電容的一端，所述絕緣柵雙極型晶體管VT7的另一端分別接入第三電感的一端和絕緣柵雙極型晶體管VT8的一端，所述第三電感的另一端與絕緣柵雙極型晶體管VT8的另一端之間連接第二電容。