HRC-FBC660V110A 矿用防爆充电机

HRC-FBC350V100A

矿用防爆充电机

使用说明书

北京昊瑞昌科技有限公司

                  2016.08.16

1.1 矿用防爆充电机特点

本充电机的技术途径为非可控整流技术，采用超大功率逆变技术实现，其关键技术是大功率电力电子技术和嵌入控制技术。与传统充电机相比，体积小、重量轻、效率高、智能化、保护功能丰富，智能化的充电方式（模式）对蓄电池的保护也得到大大提高。

本产品适用于充电电压小于 350V 充电电流小于 100A 的 15 吨及其以下各型矿用电机车或其它设备相同类型的蓄电池充电。

Z J C 100/350

││││ │

││││ └───── 额定输出电压

│││└─────── 额定输出电流

││└──────── 充电方式

│└───────── 隔爆兼本质安全型

└────────── 充电机

a)海拔高度不超过 1000m(当运行地点的海拔高度大于 1000m 时,其负载能力按 GB/T 3859.2-1993 附录 B 的曲线修正)；

b)环境温度不超过+40℃,24h 内的平均温度不超过+35℃,Z低环境温度不低于-20℃。在不工作期间（包括运输可储存）Z低环境温度不低于-40℃；

c)周围空气Z大相对湿度不超过 95%（相对于空气 25℃时）；

d)在具有甲烷和煤尘爆炸性气体混合物的煤矿井下；

e)没有腐蚀金属或破坏绝缘性能的蒸汽环境中；

f)无剧烈震动或冲击,垂直倾斜度不超过 5%的固定场所；

g)交流电网波动范围不超过额定值的±10%。

本充电机防爆型式为“矿用隔爆兼本质安全型”，防爆标志为“Exd［ib］I Mb”。本充电机执行标准为：GB3836.1-2010 GB3836.2-2010 GB3836.3-2010

Q/SXHX 004-2016

2.1 结构特征

整体图见（图 1）

本充电机采用方壳结构，体积小，重量轻，移动检修方便，它由两个隔爆腔组成，

2.1.1 .主隔爆腔内装有 IGBT、整流桥、变压器、主控板等电器件，散热采用热管自然冷却。

2.1.2 .前门装有显示屏，和三个功能按键。

2.1.3 .接线腔位于上部，左右共有四个喇叭嘴，前面有两个压紧螺母装置供二次线进出。

886 710

图 1

4

起动 3

2 停止

复位

6

1.显示屏 3. 三相电源输入端

2.功能按钮 4. 直流正极输出

5. 直流负极输出

6. 九芯端子

图 2

充电机电气原理框图，见图 1。电气原理分为三大部分，即逆变主通道、检测控制单元和对话单元（显示操作单元）。

图 1

2.2.1 逆变主通道

逆变主通道将 660V 交流电源变换为可对蓄电池进行充电的可控直流电源，由输入回路、工频整流滤波电路、功率变换电路、高频整流滤波电路，输出回路组成。

输入回路：即供电回路，在非运行状态时，可切断主通道电源。输入回路设计有合闸启动回路，避免启动冲击对回路元件造成损伤。

工频整流滤波电路：将 660V±10%交流电整流为约 520V(500V～540V)的直流电，如图 2 所示。

图 2

功率变换电路：是主通道的核心，完成从直流到交流再到直流的变换,如图 3 所示。通过改变桥臂 IGBT 控制信号的宽度，来改变偶合到高频变压器的波形宽度，从而改变输出给被充蓄电池的电流、电压值。

图 3

高频整流滤波电路：将高频变压器副边的高频交流电，整流为蓄电池充电要求的平滑直流电。

输出开关电路：在非充电状态下保证主通道与被充蓄电池的隔离，防止反接造成的危险发生；

2.2.2 控制单元

控制单元是设备的核心和，控制单元接收来自对话单元给定的参数和命令，并通过对主通道各相关参数的实时检测，动态控制主通道的工作，实现要求的充电功能和充电进程。同时为设备提供多种保护。

控制单元采用Z新嵌入式内核芯片 ARM 设计。采集模拟量为：温度、输出电流、输出电压和输入电压。控制量为：输入开关、软启动、输出开关、电容放电和 PWM 变换控制等。

控制单元与对话单元之间为 RS232 全双工通信。控制单元接收来自对话单元的各种控制命令，并向对话单元实时发送数据。

2.2.3 对话单元

对话单元是整机操作平台，接收并实现操作者的各种工作指令，完成各种工作方式的参数设定、记忆及各种动、静态参数显示。对话单元由控制板、LCM 和操作开关组成。

3.1 .额定输入电压：660VAC/380VAC±10% 三相 50HZ

3.2.直流输出电流：10-100A

3.3 .直流输出电压：20V-350V

3.4 .工作方式：初充模式和快速模式

3.5 .具有自检功能

3.6 .具有过流、过载、短路和超温（60℃）等保护功能

4.1 环境要求：设备周边应保持 600mm 以上的空间距离，空气流通。环境温度过高对设备充

电能力有较大影响。

• 安装前检查：开箱后目查机箱应无严重磕碰损伤，内部零部件、元件、接插件应无松脱移动，用兆欧表检查控制变压器原副边及主变压器原副边与外壳之间绝缘电阻应不小于 10 兆欧。

4.3 接线：接线腔位于充电机上方，打开接线腔盖板可见 5 个接线柱，右边 3 个接线柱接

660VAC 电源，左边 2 个接线柱为充电电源输出端，后“+”前“-”。

警告：

输出电缆的连接应严格区分极性！连接部件压接牢固、紧密。

5.1 充电机控制系统

电机车智能充电机控制回路由充电机控制板，PLC 控制版、文本显示器以及 IGBT 驱动板、晶闸管控制板组成。其中 PLC 控制板是充电机的控制核心，通过通讯方式控制充电机控制板，执行相应的充电方式；文本显示器起到人机交互功能，可实现充电机参数设置及启停操作。

5.2 充电策略及充电方式

智能充电机有两种充电策略，初充及普充；两种充电方式：恒流充电及恒压充电。当整个流程完成时，状态信息显示为“待机”。

初充：共两个阶段，全部采用恒流充电方式。一阶段大电流充电，二阶段小电流充电。充电阶段的变换只受 T1、T2 预设值控制。

普充：共三个阶段，一阶段大电流恒充、二阶段小电流恒充以及三阶段恒压充电。一二阶段跳转不仅受 T1、T2 时间控制，同时受 U1 控制，当充电电压高过 U1 一段时间后自动跳转至下一阶段；三阶段仅受 I3 控制，当电流小于 I3 一段时间之后， 充电完成，自动停机。

5.3 充电中断再继续

智能充电机拥有充电中断再继续的功能，即充电机在充电过程中，因为各种原因导致充电中断时，PLC控制器会自动保存充电相关参数，在处理完相关问题后，依然可以按照之前的充电方式及时间进行充电的功能。

充电中断产生的三种方式包括人为中断、故障中断、断电中断。

1. 人为中断：在充电过程中，人为按下“停止”按钮产生的中断停机；

2. 故障中断：在充电过程中，充电机因故障而产生的中断停机；

3. 断电中断：在充电过程中，充电机输入则断电所产生的中断停机。

充电中断恢复功能，在充电机状态信息显示为“充电中断”时，可以按“启动”按钮来回复中断的充电过程。

充电中断清除功能，在充电机状态信息显示为“充电中断”时，常按“停止”按钮

5 秒以上，会自动清除该中断，使充电机恢复待机状态。

注：故障信息会优先与中断信息显示，发生故障时先按“复位”恢复。

5.4 文本显示屏按钮介绍

文本显示屏按键分为页面控制区与数字键区，显示屏样式如图 1 所示，具体功能参见

表 1。其中、、、以 、、”七个键在不                           同页面会有特殊功能定义，具体参见第五部分页面介绍。

1. 页面控制区：用于显示屏页面跳转、可输入控件选择以及输入值输入等功能；

2. 数字键区：用于在控件输入页面快速清除或输入数字。

表 1

图 1

5.5 文本显示屏页面介绍

5.5.1 运行信息页面（主页面）

图 2

运行信息页面，如图 2 所示，用于充电机实时信息的显示，包括充电电压、充电电流、充电机温度、充电时间以及状态信息和充电阶段等内容。

该页面为主页面，当在其他页面超过 5 分钟时，会自动跳转至本页面。在该页面下，文本屏上的某些按钮具有特殊功能，请勿乱按。

1.   ：与“启动”按钮同功能；

2.   ：与“停止”按钮同功能；

3.   ：与“复位”按钮同功能；

4.   ：跳转至时钟显示；

5.   ：跳转至故障故障记录页面。

5.5.2 

充电模式与预设选择页面

图 3

充电模式与预设选择页面，如图 3 所示，用于充电机模式的选择，以及不同电池预设参数的选择。

充电模式：0 为普充模式，用于对已经使用电池进行充电，含有两个恒流和一个恒压阶段，其三个阶段；

1 为初充模式，用于对新电池进行充电，含有两个恒流阶段，仅受时间控制。

电池预设：系统预设 6 种电压的电池充电参数，方便用户直接选择，如表 2 所示。

表 2

5.5.3 充电参数设置页面

图 4

充电参数设置页面用于对充电机在充电过程中三个阶段的电压电流参数的设定，以及切换条件的设置，用户可以通过“充电模式与预设选择页面”直接选择预设参数，并 在此基础上进行相应的微调，快速设置，也可以在自定义模式下，自行设置所有参数。本部分共三个页面，如图 4 所示。

U0：一/二阶段电压上限；U1：一/二阶段跳转电压条件；U2：三阶段电压上限；I1： 一阶段电流上限；I2：二阶段电流上限；I3：三阶段电流下限。

其他参数设置页面

图 5

其他参数设置页面，如图 5 所示，包括两项内部，一是充电机 RS485 接口的 MODBUS

RTU 从站地址，二是充电机参数保存。充电机的 RS485  接口是为上位机监测预留的通讯接口，采用 MODBUS RTU 协议，通讯采用 9600bps，8 个数据位，1 个停止位，无效验

的格式，站地址可以从 1~126 任意设置；参数保存，是用户按”对充电参数进  行断电保存的功能，当指示灯反色显示时代表正在存储，但由于程序中已经对参数设置了自保存，故而无需此步骤，仅做预留。

5.5.5 

故障记录页面

图 6

故障记录，就是为了记录充电机发生故障时的时间与故障信息，共有两个页面，如图 6 所示。

1. 故障记录页面，可以显示Z近三次的故障信息及对应时间，长 5 秒以上可清除故障记录；

2. 故障时详细信息页面，可以记录发生故障前一通讯周期充电机运行的详细信

息。

5.5 充电机状态信息

本充电机具有比较完备的保护措施和能力。开始充电前，控制系统会自动进行一系列自检操作，如： IGBT 是否正常、逆变主通道是否正常。自检有故障，请根据提示认真排查。充电过程中，控制系统亦对设备充电工作状态进行实时监控，一旦故障发生即行保护。

如设备超温、输入电压过高或过低、输出开路或短路、输出电流失控、IGBT 故障等。

环境温度对本设备的充电能力有极大影响，正常充电中，设备的工作状况会通过个各测点温度反映，温度过高时请调整充电方案，适当降低充电电流。根据经验温度突然异常偏高时应停机检查。

使用中如有异味、爆炸声或元件变形等情况，应直接更换。

维修时，关闭控制电源 5 秒钟后，正常情况下是安全的，但内部电容放电电路故障时将存在电击危险。所以维修前应先检查输入整流滤波电容和输出电容有无未泄放电压。

充电机使用中应经常清楚散热器上的灰尘，保证正常散热。

警 告 ：                 1．严禁带电开盖！

2．检修时注意保护隔爆面。

3．定期检查紧固见、橡胶密封圈等，如有损坏应及时更换。

4.充电机出现故障时应积极查明原因，修复后再用，避免修复前反复开机！

5.检修充电机时,应首先取出控制单元面板上的保险管,以断开控制回路,故障确认排除后方可恢复。

充电机在运输过程中，不应受剧烈振动或冲击，不得倒置。

充电机应存放在空气流通、周围环境温度不高于+55℃、不低于-40℃及无腐蚀性气体的场所。

存放期超过三年的充电机，使用前应逐台检修，更换锈蚀的零部件、元器件并重新进行出厂项目的检验。

公司地址：北京市昌平区白浮工业园184号

邮 编：102200

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