[实用新型]直-交流机车蓄电池电压检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种直-交流机车蓄电池电压检测装置。

背景技术

蓄电池给整个直-交流机车提供电源，其由多台电压170V、额定容量700A.h的蓄电池串联使用。蓄电池组容量相当大，价格也相当昂贵，蓄电池维护的好坏，直接关系到机车的运行质量和运行成本。而目前的直-交流机车运行时的电压检测一直都是采用机械直流电压表测量整个蓄电池组的电压，测量精度低，误差大，靠人观察，对电池的维护不利，影响蓄电池组的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能随时检测蓄电池参数，并且检测精度高，的直-交流机车蓄电池电压检测装置。

本实用新型提供的这种直-交流机车蓄电池电压检测装置，包括对每个蓄电池进行电压检测的直流电压变送器、控制器PLC、触摸屏、执行器，每一个直流电压变送器都把其检测到的直流信号传送到与PLC相对应的模拟量输入端口，其模拟信号在PLC内部进行模数转换后，经PLC程序处理，向执行器输出控制信号，向触摸屏输出监控信号。

每一台蓄电池都有一个直流电压变送器负责检测。

本实用新型的工作过程是，使用直流电压变送器测量蓄电池组的电压，把检测的数据传送给PLC,经PLC程序处理后，控制机车的运行，并在触摸屏上显示蓄电池的参数，提示用户对蓄电池的维护。直流电压变送器的使用克服了机械直流电压表测量精度低，误差大，自动化程度低的缺点，同时延长了蓄电池的使用寿命，能为用户创造可观的经济效益。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

从图1可以看出本直-交流机车的蓄电池直流电压检测装置，由以下器件组成：三个检测用直流电压变送器、控制器PLC、开关电源、触摸屏和执行器（见图1）。为了使测量精度提高，在这里使用的直流电压变送器，每一台蓄电池都由一个直流电压变送器负责检测，其参数如下：额定电压DC 300V、测量范围DC 0-360V、精度±1.0%、输出电流0-20mA标准直流信号，可隔离测量直流电压。

在直-交流机车运行时，每一个直流电压变送器都把其检测到的直流信号传送到与PLC相对应的模拟量输入端口，其模拟信号在PLC内部进行模数转换后，经PLC程序处理，并将处理后的信息一方面送给执行器中的主变频器、空压机变频器，然后到每一个电动机，控制机车的运行。另一方面PLC将处理后的信息送到触摸屏，在触摸屏上能监控每一台蓄电池的工作状况，并进行历史记录，把数据保存下来，其蓄电池工作状况界面显示如下：1#蓄电池瞬时电压值、2#蓄电池瞬时电压值、3#蓄电池瞬时电压值、1#放电适合值提示、2#放电适合值提示、3#放电适合值提示、1#放电最大值报警、2#放电最大值报警、3#放电最大值报警、故障蓄电池提示。

直-交流机车在蓄电池电用完后，一般是用专用门吊或其它吊装设备吊到大功率充电器去充电，用充好电的另一蓄电池组给机车使用，直-交流机车在下坡、减速、制动时，变频器反过来给蓄电池充电，根据蓄电池的充电特性，靠此功能给蓄电池充满、充好电是不容易实现的，因此在触摸屏上不必显示蓄电池的详细充电数据。在直-交流机车运行时，蓄电池就开始放电，蓄电池放电过程是触摸屏监控最关键的，其放电原理如下：放电开始时，蓄电池端电压Ｕ_f从170Ｖ迅速下降，这是由于放电之初极板孔隙内的H₂SO₄迅速消耗，密度迅速下降的缘故。随着极板孔隙外的电解液向极板孔隙内渗透速度加快，当其渗透速度与化学反应速度达到相对平衡时，极板孔隙内的电解液密度的变化速率趋于一致，端电压将随整个容器内的电解液密度降低而缓慢下降到157Ｖ。随后端电压又迅速降低到149Ｖ，此时应立即停止放电，并称此电压值为单台电池的终止电压。若继续放电，端电压会急剧下降，这是因为放电终了时，化学反应深入到极板的内层，并且放电过程中生成的PbSO_４较原来的活性物质的体积大且积聚，在孔隙内，使孔隙变小，电解液渗透困难，由此造成极板孔隙内电解液密度迅速下降，端电压随之急剧下降。继续放电则为过放电。过度放电对蓄电池极为有害，极板孔隙中生成粗结晶硫酸铅，充电时不易还原，即造成极板硫化，严重影响蓄电池的寿命，并导致蓄电池的容量下降。放电停止后，由于电解液渗透的结果，使孔隙内外的电解液密度趋于一致，蓄电池单台电池电动势会回升至166Ｖ。根据蓄电池的放电原理可知，在直-交流机车运行时，当机车的控制系统检测到单台蓄电池的电压下降到157V时，在触摸屏上显示“X#放电适合值提示”，告知操作者停止使用机车，需更换新的蓄电池组，如蓄电池电压下降到149V时，在触摸屏上显示“X#放电最大值报警”，同时机车自动停止运行，且锁住机车程序，严禁在此电压下运行机车。在直-交流机车运行时，控制系统如检测到某一台蓄电池的电压值与其蓄电池的电压值相差8.5V,电压低的那台蓄电池有故障，需要维修和更换，在触摸屏上显示有故障的蓄电池。