ZBC100288矿用隔爆型充电机充电机说明书(新).doc

ZBC100/288K（A）矿用隔爆型充电机使 用 说 明 书执行标准: Q/MKZS003-2010上海申传电气股份有限公司分公司2012年3月目 录1 概述11.1用途及适用范围11.2产品型号说明11.3技术性能11.4环境要求.22 结构特征23 工作原理23.1变电流间歇快速充电23.2电路工作原理33.3全桥功率变换器工作原理33.4 ZBC100/288K（A）矿用隔爆型充电机电路图44 安装与调试44.1外形尺寸44.2重量44.3安装前检查44.4接线说明45 操作说明45.1设备操作程序45.2关于调节充电电流的几点说明46 故障、保养与维修56.1维修说明56.2充电机的主要控制板57 贮存与运输58 注意事项59 面板及操作910 故障代码介绍1011充电机受控主要零(元)部件明细表111 概述本说明书是对ZBC100/288K(A)矿用隔爆型充电机（以下简称充电机）的一个全面介绍。它尽可能详尽地描述了该机的工作原理、系统结构，以及使用方法和维修技巧，希望它有助于操作者和维修者。ZBC100/288K(A)矿用隔爆型充电机是专门用于煤矿井下蓄电池电机车的充电机。本充电机采用先进的开关电源技术和DSP智能控制技术，具有重量轻、体积小、效率高、控制性能好等特点。由于采用DSP控制技术，通过对蓄电池电压和充电电流的检测，经过分析处理，得到最佳的充电电流或电压，实现了变电流间歇快速充电, 获得了最佳的充电效果。该充电方式具有充电速度快、对电池损伤小、延长电池使用寿命等特点。另外还采用数码管数字显示，具有良好的人机接口，充电参数和状态都可以显示在数码管上。操作方便、可靠。本充电机在充电之前，首先对蓄电池进行电压检测和极性判断，以避免蓄电池短路，造成事故。如果发现蓄电池极性错误，则充电机发出报警信号。该充电机还具有参数记忆功能，各种充电参数都可以记忆，不必每次设定。1.1用途及适用范围ZBC100/288(A)隔爆型充电机是为煤矿蓄电池电机车进行充电的设备，防爆型式：矿用隔爆型；防爆标志：Exd I；产品基本参数见表1。表1 产品基本参数型号交流输入直流输出负载相数额定频率网侧等级电压额定直流电流额定电压调试范围机车粘重标称直流（电池）电压ZBC100/288K(A)350Hz660V/380V100A 288V0-288V12T8T5T2.5T192V140V 132V 120V110V 90V60V 48V1.2产品型号说明Z B 100 /288 K (A)设计序号K：开关电源充电方式额定直流电流 / 额定直流电压 充电 隔爆型 装置1.3技术性能1）充电机型号：ZBC100/288K(A)；2）供电电压：三相660/380VAC/50Hz，电压变动范围：-10%+10%；3）采用IGBT技术，输出电压在额定值内连续可调，输出电流0100ADC（连续可调）；4）装置充电方式：采用程控变电流间歇快速充电方式和手动控制方式；5）充电机具有以下保护功能：过压、欠压、过流、过载保护功能；6）蓄电池电压检测和极性保护功能。1.4环境要求1）海拔高度不超过1000；2）周围环境温度为-2040，24内的平均温度不超过35；3）周围空气最大相对湿度不超过95（相当于空气25）；4）在具有甲烷和煤尘爆炸性气体混合物的煤矿井下；5）在无腐蚀金属和破坏绝缘的气体及蒸汽的环境中；6）无剧烈震动和冲击，垂直斜度不超过的固定场所；7）交流电网电压波动范围不超过额定的10。2 结构特征本充电机为矿用隔爆型，其结构强度与隔爆结合面长度、间隙、粗糙度以及漏电距离、电气间隙，均要符合GB 3836.1-2000爆炸型气体环境用电气设备 通用要求以及GB 3836.2-2000爆炸型气体环境用电气设备 隔爆型设备“d”的有关规定。该隔爆型充电机整机只有一个腔体，该腔体上部设有一个独立的接线腔。隔爆开关输出的三相电源结线（三芯电缆）、蓄电池正、负极接线分别通过该独立腔体上的电缆经行装置与腔体连接。装置为快开门结构，内装有充电机的控制回路、整流逆变回路、高频变压器、电容器组件、电抗器、接触器、阻容吸收、数码管显示和散热器等。在主腔体的快开门上有观察窗，可以看到控制装置的运行情况及充电过程中所需的主要参数。装置设有外散热器系统，外散热器系统在控制装置的后面，主要担负功率器件热量的外泄。在外散热器系统有防护罩保护。3 工作原理3.1变电流间歇快速充电变电流间歇充电段是在限定充电电压条件下，采用变电流间歇方式加大充电电流，达到加速充电过程，缩短充电时间，以充进更多电量的目的。它有三个要点：限定充电电压，保证加大充电电流不损伤电池；用间歇分段充电方式加大充电电流值；为充进尽可能多电量应采用逐次减少充电电流值的变电流模式。变电流间歇充电方法首先选择起始充电电流（一般取较大电流值，如100A）充电，电池电压逐渐上升。当充电电压达到转换电压时停止充电（通常取2.70V/cell）。在停充时电池电压急剧下降，保持一段停充时间后，按一定方式减少充电电流继续充电。当电池充电电压再次达到转换电压时又停止充电，如此反复数次（一般约34次）就可以将充电电流减少到20A。最后用20A电流充电至电压到达转换电压值时，结束充电过程。3.2电路工作原理本充电机的电路由主电路、控制电路等组成。电路原理如图1所示。主电路由三相整流电路、全桥功率变换器组成交直交直电路。对蓄电池实施充电。电源控制电路实现对全桥功率开关器件的控制，可以实现电流和电压闭环控制。充电工艺控制电路采用DSP控制技术，实现人机接口，完成对电压和电流的检测和控制，实现蓄电池充电过程的控制。使用输出接触器和检测控制，实现蓄电池极性保护功能。逆变模块整流模块隔离 开关斩波模块高频变压器高频整流模块显示电流检测充电控制电路电源控制电路键盘电压检测图1 矿用隔爆型充电装置电路原理图3.3 全桥功率变换器工作原理ABVD2Ug2VT2VT1+UsVD3Ug4VT4Ug3VT3VD4Ug1VD1T全桥功率变换器的电路结构如图2所示。图中画出的是变压器T的原边，Us是加在模块上的直流电压。当功率开关VT1和VT4导通时，变压器T原边承受电压为：UAB=+Us；当功率开关VT2和VT3导通时，高频变压器T原边承受电压为：UAB=-Us。这样在高频变压器原边就形成了正负交替的电压，如图3所示。通过变压器的耦合，根据匝比，就可以获得需要的副边电压，再经过整流电路便得到直流电压，改变图3中波形的宽度大小，就可以改变直流电压的大小。这就是全桥功率变换器实现直流电源的基本原理。VT3VT4Ug3Ug4图2 全桥功率变换器电路原理图O+Us-UstU1、4导通2、3导通1、4导通2、3导通1、4导通2、3导通1、4导通图3 全桥功率变换器变压器原边电压波形图 3.4 ZBC100/288K（A）矿用隔爆型充电机电路图详情见附图1。4 安装与调试4.1外形尺寸长宽高（mm）：8868401153 见附图2。4.2重量净重700Kg。4.3 安装前检查（1）设备拆箱以后，应根据本说明书中装箱单，检查成套供应器件是是否齐全，并检查隔爆外壳是否损伤，钢化玻璃观察窗、旋钮、及其隔爆性能是否正常。（2）检查各腔体内元件及其紧固件是否因运输发生松动或位移，如有松动应与紧固。（3）测量主回路的绝缘电阻，并检查各隔爆面正常后，合上盖板并拧紧所有连接螺钉。4.4 接线说明充电机的电源电压为380V或660V两种通用。接线接好运行测试时要检查散热系统的风扇转向是否正确，要是不正确要调整接入电源的相序，保证风机的转向正确。5 操作说明将设备运至井下充电峒室，进行电缆接线与安装地线，具体方法详见本说明书5.1设备操作程序（1）充电机通电后根据被充电电池的电压等级，通过电压“增加”和“减少”键选择相应的标准电池电压进行自动充电充电，在左上角显示。若要进行手动充电，则选择左上角的数字为288。自动充电时，自动充电指示灯亮，手动充电时，自动充电指示灯灭；（2）充电用防爆插销连接蓄电池组，此时设备上的充电电压表显示蓄电池电压值；（3）按下“启动”按钮，设备正常运行按钮亮，通过电流“增加”和“减少”按键可以调节充电电流，在显示窗口中观察输出电压与输出电流上升状况。自动充电时，电流会自动增加到设定的充电电流数字，手动需要按键增加充电电流值；（4）若充电蓄电池组的比重一直稳定在高电位不再上升，则蓄电池组充足，自动充电方式充电机会自动停止充电，手动充电需按下“停止”按钮结束充电。（5）充电停止后，切断电源。5.2关于调节充电电流的几点说明（1）关于复充电 充电过程中应根据蓄电池容量大小、 新旧程度、 使用情况、残余电压不同来决定起充电电流，开始充电时不宜单方面地追求大电流充电，而应该控制充电的全电压。一般每格的全电压（即充电机电压表的指示值）以2.7V为宜，即V=2.7n（V：电压表指示值；n：电池的格数），另视输出电缆粗细长短可另加导线压降25V。（2）关于初充电 利用本充电机对蓄电池组进行初充电，可以用40A电流起充，充至端电压每格2.4V时，再将充电电流减半，充电电解液比重达1.280时，再充3060分钟，如比重不再上升时即可完毕，不需依照常规充电的初充电规程。一次完毕，即可使用。（3）关于过放电电瓶和容量已经衰减严重的旧电瓶的充电 对于过放电瓶（指每格电压低于1.7V，比重小于1.170的电瓶）和容量已经衰减严重的旧电瓶起充时不能采用大电流，可用30A的电流先充电一个时期，然后视电瓶电压和比重恢复状况进行正常充电。6 故障、保养与维修6.1 维修说明 本充电机下井前必须在井上进行通电测试，如有故障应在井上予以排除。 考虑到充电机在正常运行过程中一旦出现故障在井下不允许进行维修，所以本充电机的控制电路采用数字集成电路器件，对整机的控制电路予以高度的集成化，整个控制电路组装在一块印刷板上。现场运行一旦出现故障，可换备用板进行充电，有故障的控制板可在井上进行维修。6.2 充电机的主要控制板（1）电源板（2）驱动板（3）电源控制板（4）工艺控制板（5）功率组件（6）整流组件7 贮存和运输7.1 本充电机不能露天存放，应于干燥、通风处贮存。7.2 本充电机用木箱包装，可用叉车进行装卸，或拆除木箱后在机体上部吊环处用钢绳系牢再予吊运。8 安全警示语及注意事项8.1 充电机在维护和使用中“严禁带电开盖”且“断电十分钟后开盖！”。8.2 避免碰撞，开启大门和盖板不能损伤隔爆面。8.3 除故障修理外应定期检查维护，正常情况36个月一检查，一年一次大修。8.4 拔出或插入控制线路板应先关断交流电源和蓄电池电源（即拔出防爆插销）。8.5 可以根据用户的电池电压情况设定限幅电压值，必须根据蓄电池的电压值设定充电机的限幅电压值，充电时限幅电压不能小于蓄电池的电压。8.6 本充电机对蓄电池用串联方式充电。8.7 充电机电流为连续可调，用户可根据现场需要调整充电电流。第 14 页 共 14 页附图1 ZBC100/288K(A)矿用隔爆型充电机电路图 附图2 ZBC100系列矿用隔爆型充电机外形图9 面板及其操作9.1外观及面板按键说明9.2按键功能说明名称功能运行键充电运行命令停止/复位键充电停止命令或故障复位命令增大键数据或功能码的递增减小键数据或功能码的递减确定键对参数设置的确定参数设置键进行参数的设置及查询9.3 操作面板显示状态1 停机状态在充电机停机时，LED显示窗显示停机状态参数，停止指示灯亮2 运行状态充电机接到正确的运行命令后，进入运行状态，LED显示窗显示运行状态参数，运行指示灯亮3 故障状态在充电机停机时，如有故障，LED显示窗显示相应的故障代码，在排除充电机故障后，按停止/复位键进行充电机故障复位，LED显示窗显示停机状态参数。 在充电机处于运行状态时，如果有故障，充电机立即停机，运行指示灯熄灭，LED显示窗显示相应的故障代码, 在排除充电机故障后，按停止/复位键进行充电机故障复位，LED显示窗显示停机状态参数。10 故障代码介绍E000 模块故障 E001 过流 E002 过载 E003 母线2过压 （480V） E004母线2欠压 （480V） E005电池接反 E006模块过热 E007变压器过