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贵州快3客车应急电源详解ppt

  免费在线)电池保险丝:电池供电时过流保护 (2)整流保险丝:整流器供电时过流保护 (3)应急指示灯:应急供电状态指示 (4)正常指示灯:正常供电状态指示 (5)电池接反指示灯:电池接反时指示 (6)应急通按键:手动合闸按键 (7)应急断按键:手动断闸按键 (二)使用 确认外部接线正确之后方可将本装置投入使用 1.整流器 合上输入开关,此时: (1)封锁电池供电 (2)通过接触器对充电机供交流电 (3)应急控制中的“正常”指示灯亮 (4)整流器指示灯亮 (5)电力输出供负载(包括应急负载)使用 2.充电机 充电机为恒流限压充电工作方式,额定工作电流为5A,充电机只作正常充电作用,不能作快充或初充电用。 接通电池后,电压表指示电池电压。 在接通整流器的情况下,此时有充电电流,充电指示灯亮;当电池电压升高到电压限定值后,自动减小电流到零,进入限压浮充状态。最高限压值由面板上56V/59V开关设定,精度±1V。若整流输出电流不变,则电压随电池的充电而逐渐升高。电压升高又使脉冲后移,输出电流下降,当充电电压达到规定值时,充电电流逐渐下降到近似零值,实现限流定压充电的功能。电流、电压曲线如图所示。 当电池接反后,充电保险丝将熔断,电压表无指示,应急控制灯亮部分的“电池接反” 灯亮,此时应迅速纠正电池极性,以保护设备和负载。 限压为两档:56V±1V和59±1V。 3.应急控制 (1)整流器优先。 正常供电时,由整流器向各负载供电。 (2)保护负载。 正常供电时,自动切断电池向负载供电。 (3)自动/人工兼容 电池应急供电时,可进行自动和人工控制: ①接通 自动:交流电断开时,自动接通应急控制,由电池向负载供电。 手动:按“应急通”保持35S,应急供电接通(有交流电或电池电压不足时,则无法接通)。 ②断开 自动:电池电压过低(42±1)V时,自动切断供电。 电池电压过高(64±1)V时,自动切断供电。 手动:按“应急断”,切断应急供电。 4、过压,欠压门限 欠压:(42±1)V 过压:(64±1)V 5、强制合闸 必要时,可强行短接接线端子,使电池向负载供电。 (三)注意事项: 1.电池: (1)电池长期存放不用时,应拆下连线,不要与负载相连。 (2)电池存放超过3-5个月应充电一次。不能使电池长期处于过充或欠充状态。 (3)搬运电池时,不要触动极柱。严禁电池短路。 (4)清洗电池外壳时可用肥皂水,不能用有机溶剂。 (5)电池在安装前,应存放在低温干燥清洁通风的地方,但存放期自出厂到使用不能超过五个月,超过五个月的电池应充电维护。 (6)、电池库存应存放于干燥防雨处,不可倒置。 (7)、电池出现下列情况时应更换: A、电压异常; B、物理性损伤,如壳、盖有裂纹或变形; C、电解液泄漏; D、温度异常; 2.控制箱: (1)运行中充电机应处于浮充状态。不能使电池长期处于过充或欠充状态。 (2)电池长期存放,应切断电源,用于保护设备及电池 (3)更换保险丝时,必须断开交流电源,以保证安全。严禁带电更换保险,严禁使用超过标定容量的保险丝。 (4)充电机与整流电源位置不可互换。 作业: 1.统型应急电源由哪几部分组成?其作用是什么? 2.画出应急电源原理方框图,试述其工作原理。 一、客车应急电源的作用 在全列空调客车中,贵州快3部分电气装置使用交流电,如客车空调、电开水炉、客车照明等,另一部分负载使用直流电,直流负载可分为一般直流负载和应急负载两类:一般直流负载是指在本车交流断电后不再用电的直流用电器,如厕所有无人显示器、水位显示器等;应急负载是指在本车断电后仍需用电的直流用电器,如应急照明灯、轴温报警装置、广播和通信设备、尾灯插座等。客车应急电源就是给直流用电器提供直流电的设备。 二、客车应急电源的组成 客车应急电源包括应急电源控制箱和4节60AH的免维护密闭电池。 客车应急电源控制箱由三部分组成: 1.整流器(整流电路) 2.充电机(充电电路 ) 3.应急控制系统(应急控制电路 ) 三、客车应急电源工作原理 客车应急电源原理方框图 列车上柴油发电机发出三相交流电,经客车应急电源主整流器整流后,输出一路40V~50V的直流电供给车上的直流用电设备(包括一般负载和应急负载);另一路经充电机后输出56V~59V的直流电给蓄电池组充电。当列车交流供电系统出现故障或发电车停止供电时,应急控制系统工作,电路自动转换为由蓄电池向应急负载供电。电池过放电保护电路和过充电保护电路可保证电池正常工作。 应急电源的技术要求如下: (1)供直流负载的整流电路与供蓄电池充电的充电电路分别设置,两者的输出电压不同,即提高了直流用电器的寿命,又保证了电池可靠充电; (2)充电电压可根据夏季和冬季进行调节(56V~59V); (3)有电池过放电保护电路和电池过充电保护电路; (4)应急自动转换电路可靠,故障少; (5)采用免维护密闭电池,容量适当,维护方便,寿命长,成本低。 应急电源的主要技术指标如下: 整流器: 输入电源: 三相AC380V 50HZ 额定输出电压: DC48V。 额定输出电流: 5A(961型 、981型) /10A(962型、982型) 充电机: 输入电压: AC220V 50HZ 充电电流: 5A/10A 过充限压: 56~59V两档 (一)整流电路 1.作用:将输入的AC380V三相交流电变成直流电供给直流负载使用。 2.组成:由空气断路器Q2、整流模块U2、变压器B2、滤波器L2、C101组成。整流模块U2为三相桥式整流。 3.原理: 三相380V交流电源通过空气断路器Q2→三相降压变压器B2 → B2次级→整流模块U2 →输出48V直流电。 整流器输出的48V直流电源可向一般直流负载、应急负载及控制箱面板上的正常指示灯供电。 (1)向一般直流负载供电的通路为: 整流器插座CZ2(7-10号)→RD7→JX1(11号)→一般直流负载→JX1(8号)→JX1(7号)→CZ2(16-18号)。 (2)向应急直流负载供电的通路为: 整流器插座CZ2(7-10号)→接触器KM2 → KM2触点动作。 整流器插座CZ2(7-10号) →接触器KM2常开触点→RD6→JX1(10号)→应急负载→JX1(8号)→JX1(7号)→CZ2(16-18号)。 (3)向正常指示灯供电的通路为: 整流器插座CZ2(7-10号) →KM2常开触点→RD6→KM2常开触点→正常指示灯D104→电阻R43→应急控制系统电路板插座CZ3的B19、B20→整流器插座CZ2的16-18。 整流器正常工作时,表明供电系统正常供电,客车应急电源面板上正常指示灯亮,表示整流有电。 (二)充电回路 1.作用: 实现电池恒压限流充电,延长电池使用寿命。 2.组成: 由充电电路和触发回路组成。 3.工作原理: 1)充电电路 将W、N相输送过来的AC220V交流电压,经变压器次级B1(3-4)绕组降压后输出低压交流电,经SCR1、SCR2、D107,D108半控整流桥整流后向蓄电池充电。 在充电主电路中,控制晶闸管SCR的控制角的大小,便可实现对输出充电电流的大小及输出电压的高低控制,加上反馈控制便可实现恒压限流充电。 图中,D109为续流二极管。 2)触发回路 为达到限流恒压充电目的,可控制SCR1、SCR2导通角的大小。其控制电路为一触发电路。 触发电路集中装在一块印刷电路板上,为脉宽调制器U1(LM3524),该集成电路各管角功能如下: 1—反相输入;2—同相输入;3—振荡输出/同步;4—电流限制(+)感应;5—电流限制(一)感应;6—RT;7—CT;8—地;9—补偿;10—断路;11—发射极A;12—集电极A;13—集电极B;14—发射极B;15—电源正(15V);16—+5V参考电压; 在当前使用中,LM3524内部框图可等效为图2-7。其触发原理如下: ①锯齿波发生器 LM3524内部振荡器,其振荡频率由外接定时电阻(RT)和定时电容(CT)确定,并在定时电容上形成一个锯齿波电压。在目前的应用中,该振荡器的作用是作为锯齿波发生器,RT、CT仍用以控制锯齿波频率,同时在电网电压过零时强迫CT放电来控制锯齿波起点,以保证锯齿波与电网同步。 ②同步与移相 变压器次级辅助绕组7-8-9,经V1,V2整流得100Hz正弦半波电压(a),此电压经R3加到三极管V16基极,故V16基极为梯形波电压(b),V16集电极接三极管V17基极,在V17 基极形成与电网过零同步的窄脉冲(c),该脉冲期间V17导通,强迫C4放电,得到与电网同步的锯齿波(d),PWM比较器将锯齿波与放大器输出电平(即9脚电平)相比较得到输出晶体管的基极波形(e),当LM3524内部输出晶体管接成集电极输出时,即得到触发脉冲(f),此脉冲通常称为移相触发脉冲,其宽度依9脚电平而变。电阻负载时,SCR导通,波形如(g)。 ③辅助电源 V1、V2整流后的脉动电压,经V3,R1给电容器C1充电,C1即得到脉动极小的17.5V直流电压,该电压作为供给控制电路的辅助电源。同时,该电压经电阻R19给控制箱面板上的充电机有电指示灯D106供电。另外17.5V辅助电源还通过充电机插头插座向应急控制系统供电。 ④基准电压 LM3524第16脚输出稳定的5V标准电压,经电阻R9、R10分压后加到误差放大器反相输入端(LM3524-1),形成反馈系统基准电压,电压值约为2.5V ⑤电流反馈与恒压 电流信号通过接到5V电压的分压器R5、R6、RP1加到LM3524的2端。RP1用来调整LM3524的1-2端之间的压差,从而调整充电电流的大小。 ⑥电压反馈与恒压 电池电压经V15-V10、R7、RP2、R8接至参考地。电池电压取样信号从RP2滑动臂经二极管V9加至误差放大器反馈端。电池电压低时,V9不导通,不影响恒流充电特性。电池电压升到某一定值时,V9正偏,电压信号加到反馈端使充电电流开始减小。 随着电池电压进一步升高,充电电流最终将减至零,从而获得恒压性能。 LM3524的2脚为同相输入端。当2脚输入的正电位高时,输出高,即放大器输出电平(9脚电平)也高。当9脚电位高于7脚锯齿波电位时,输出晶体管12、13脚无输出;当9脚电位低于7脚电位时,晶体管12、13脚输出正电脉冲,经U2(1→2)→GND。这时,光电耦合器U2有脉冲输出,光电耦合电路U2(5→4)导通→V18导通。而由B1二次绕组(5、6)输出的交流信号通过V5、V6、V7、V8单相整流桥整流后输出正脉冲,经V18→U2(54)→R17、R18 →触发SCR1、SCR2导通。 由图可以看出,LM3524的2脚的电位越高,触发脉冲向后移动越大,SCR1、SCR2的导通角变小,整流输出的充电直流电压越低。图中UC1为LM3524的1脚输入的标准电压,UC2为LM3524的2脚输入的比较电压。调节2脚电位的高低,可使半控整流桥输出电压变化,从而使充电流发生变化。 U1的2脚电位来自电流及电压取样电路,调节好该电位的高低,便可实现限流和定压的控制。 (三)应急控制回路: 1.组成: 应急控制回路为一转换电路,它由应急控制电路、电池过放电保护电路和电池过充电保护电路三部分组成。 2.作用: ①整流器正常工作时,由应急电源输出的DC48V电压供给所有直流负载(包括应急负载),并切断电池向应急负载供电。 ②整流器突然断电时,转换电路自动恢复电池向应急负载供电; ③当电池电压下降到42±1V时自动切断向外供电,防止电池过放电; ④当电池电压高达64±1V亦切断向外供电,保护用电器; ⑤控制电路故障时,通过对接触器绕组供电进行强迫合闸,以实现上述目的。 1)应急控制电路 当三相交流电供电正常时,整流器和充电器均正常工作,整流器有电、充电器有电,设备处于正常供电状态。正常指示灯亮。 由于接触器KM2得电吸合,其常闭辅助触点断开,接触器KM1处于断电释放状态,电池向应急负载供电的通路被切断。 接触器KM1线常闭辅助触点接电池正极,另一端通过V31、V33接电池负极,只有V33导通,KM1才能得电吸合。 。 当本车交流有电时, ①整流器插座CZ2(7-10)输出48V直流电,经电阻R21、R22、二极管V22向电容器C21-22充电; ②来自充电机的17.5V辅助电源通过电阻R23-24、二极管V24也向电容器C21-22充电。 ③整流器插座CZ2的7-10输出48V直流电,经电阻R21、R22、二极管V21、V28、电阻R32向电容器C24充电; ④来自充电机的17.5V辅助电源通过电阻R23-24、二极管V23、V28、R32也向电容器C24充电。 当本车断电时,电容器C21-22、C24分别向U3A输入基准电压与比较电压,U3A输出高电平,三极管V33导通,接触器KM1得电吸合,电池开始放电,实现直流48V供电的自动转换。 ①B+ → KM1 →RD6 →JX1(10) →应急负载。 ②B+ → KM1 →RD6 →D103应急指示灯亮。 2)电池过放电保护电路 电池过放电保护电路主要对蓄电池起保护作用,防止蓄电池过放电。其原理如下: 蓄电池一方面经V33维持KM1线圈得电状态,使蓄电池向应急负载供电; 另一方面经B+→KM1→AT→ V26→ R29,R30,RP3,R31分压后送入U3A同相输入端之3脚。若蓄电池电压正常,其值高于反相输入端电压,U3A输出高电位,V33导通;若蓄电池长时间放电,电压将逐渐下降。当电压降到(42±1)V时,其值低于反相输入端电压时,U3A输出低电位,使V33基极电位下降,V33截止,KM1线常开触点断开,切断电池放电回路,防止电池过放电,起到了保护蓄电池的作用。 3)电池过充电保护电路: 电池过充电保护电路主要是防止蓄电池过充电。其原理如下: 在正常充电状态,充电电压受触发脉冲相位的控制,当RP2调到一定值时,充电电压最大值被限定。 ①若输出充电电压值大于限定值,使LM3524的1脚电位升高,使SCR触发脉冲后移,降低输出电压,防止蓄电池过充电。 ②若充电回路失控,电压过高时,VB+上升,电池电压经R37→ V35→ R38 →RP4→U3B的同相输入端,使U3B的同相输入端电位升高→ U3B输出高电位→ V34导通。因为 V34的集电极接在U3的1脚→ 使C24放电→ U3A同相输入端电位下降→ U3A输出低电位,V33截止,KM1释放,充电电压与电池断开,防止电池过充电。 按钮AT、AQ可对电池放电进行手动控制 工作过程是:当KM1吸合时,电池电压供给应急负载。此时,过欠压保护电路的电源是由电池的正极给KM1自保触点→按钮AT→V26供给→V33导通 →使KM1保持吸合。按下AT可关断电池供电。按AQ又可恢复KM1吸合,使应急负载得电。按AQ时,电容C21、C22经R25、R26充电,一定时间后建立起电压,U3A输出高电位,V33导通:KM1吸合,应急负载得电。 四、应急电源控制箱构造及使用 (一)构造 应急电源控制箱有立式和卧式两种形式,如图 应急控制 注意事项 充电机 整流器 充电机 应急控制 整流器 注意事项 面板上各部分指示如下: 1.整流器部分: (1)、指示灯:指示电源接通 (2)、交流开关:控制交流输入,兼控充电机交流输入 2.充电机部分 (1)电压表: 指示电池电压 (2)电流表: 指示充电电流 (3)交流指示灯: 指示交流电源 (4)充电保险丝: 电池反接或充电机故障时保护 (5)交流表保险丝: 充电机的交流侧保护 (6)充电最大值开关: 控制充电限压值

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