[科普中国]-蓄电池充放电电源

研究背景

铅酸蓄电池由于其制造成本低、容量大、价格低廉，而且，由于其在替代其他能源方面的作用而得到了广泛的使用，具有广阔的发展前景。但是，若生产和使用不当，其寿命将大大缩短。影响铅酸蓄电池寿命的因素很多，而采用正确的充电方式，能有效延长蓄电池的使用寿命。

研究发现：电池在生产和使用过程中，充电工艺对电池寿命影响最大。也就是说，绝大多数的蓄电池在生产时已经决定了它的使用寿命。基于此，研制出了蓄电池充放电电源。

简介充放电电源是专为广大蓄电池生产厂家及蓄电池生产工艺研究机构研制的电源换代产品。采用PLC工控机系统、中文大屏幕液晶显示屏（LCD）、高度集成的晶闸管智能充放电模块、高精度传感器反馈系统等优化组合而成。运用智能动态调整充放电技术，通过数字、模拟闭环反馈、微处理器自动控制晶闸管智能充放电模块实现对蓄电池的充电、逆变等整个生产过程的运行和监控，操作人员只需将工艺设置好后，工控机对整个操作过程自动进行实时监控，并将运行状态及各参数实时直观的显示在液晶屏上。并且在电网输入电压的变化和负载的不断变化之下，都能使输出产生自适应并调整到设定的电流和电压值，显著地提高了充电效率。既能实现充电功能，亦可实现逆变放电功能，充放电均实现电量计量。从而确保蓄电池生产线的高效运转。1

工作原理蓄电池充放电电源主要由整流变压电路，全控桥式逆变电路，正负极换向电路，PLC控制电路，稳压、限压电路，稳流、限流保护电路，以及液晶显示屏和辅助电源电路等优化组合而成。

电源采用全控桥式可逆变原理而工作, 三相电网（或单相）交流输入电压经电源开关进入蓄电池充放电电源后，首先送入隔离降压变压器，经隔离降压后再进入晶闸管智能模块进行整流，得到降压后输入电压1.35倍（单相为0.9倍）的直流电压，然后经平滑滤波后生成平滑的直流电压，提供给负载使用。 逆变时，通过液晶显示器面板参数设置，PLC工控机控制设备进行自动换相，蓄电池的直流电压经电器开关进入全控智能整流模块，逆变成可控的交流电压，然后回馈到电网上。

输出端分别接有稳压、限流和稳流、限压反馈环路，当设置于稳压状态时，稳压和限流电路起作用，当输出电压升高或下降时，取样电压通过稳压电路内部电压跟基准电压比较，其误差信号电压加到PLC控制电路，使PLC输出脉宽作相应变化，从而稳定输出电压，如负载电流过高时，限流电路工作，使输出电流限制在限流设定值内。同样，在稳流状态下，稳流电路作用，使输出电流稳定在设定值内，而当过压时限压电路使输出电压钳压在限压值。当有异常情况（如输入过压或欠压，过流或过热等），产生保护信号加到保护控制电路时，保护电路输出一个电压加到PLC电路，使PLC电路停止输出，同时，点亮故障报警指示灯，引鸣报警器，从而达到保护设备的目的。

蓄电池充放电电源控制系统的主要功能可由键盘设置完成。系统运行时，只要通过外扩的键盘电路输入控制参数信息(即工艺文件设置)，微机控制器便可按照工艺文件的设置对蓄电池进行充放电控制。在整个系统运行过程中，控制器通过信号检测电路检测运行过程中的电流和电压参数，并将这些信息实时的显示在液晶显示器上。当运行过程中遇到键盘操作、系统出现故障或者采集到的参数越限时，液晶显示器将自动切换到相关信息的显示界面中去，以上数据全中文显示。1

功能1、采用多档电压输出技术，充电范围宽、功率因数高。充/放电电压、充/放电电流在额定范围内可连续无级调节。

2、设置采用液晶面板键盘输入方式，直观明了；并且保留手动控制功能。

3、可实现静置、充电、放电、循环控制等多种控制方式。

4、具有恒流限压充电、恒压限流充电、恒流限压放电等多种充放电功能。

5、 充、放电过程全自动控制，无须人工干预。充电、放电自由切换，无须改变蓄电池极性。

6、可以允许每台蓄电池充放电电源独立的多路控制，每路控制都有一个显示界面。

7、备用智能温控散热风扇，机内散热可自动控制。

8、具有过压、欠压、过载、短路等完善的故障保护和报警功能。

9、各阶段的设置：具有多种充/放电模式，充放电工作方式可任意多重自由组合和选定使用，组合后的程序命令最多可达到30条工艺参数，每个工艺包含800个步骤。

10、设备具备断电后程序和数据保存、记忆功能，具备暂停后再开机可继续执行程序功能。设定的程序可根据需要进行调出查看和修改。

11、各阶段的转换：支持优先转换，即当在一个工作阶段同时设定两种或两种以上的转化条件时，先达到的一个优先，此时可不必等所有设置都同时达到，而直接转换到下一工艺状态。

12、显示屏面为高亮度LCD中文界面，可实时监控显示工作阶段、充电电压、充电电流、电池充入容量、累计充电时间、故障发生信息等内容。

13、控制系统预留通讯端口，可以方便以后增加存储、打印设置的工作参数、运行状态等，以便能够远程集中控制。

特点蓄电池充放电电源具有功能完善、人机界面新颖，能实时全面的显示各运行状态、功率因数高、节能等特点；自动化程度高，将自动检测、恒流、恒压功能、时间设定、阶段自动转换循环等技术融于整个充放电过程；充放电方式科学合理，规格品种齐全，分台式、立式二种。具体特点如下：

1.可以允许每台充电机独立的3路控制，每路控制都有一个指针式电流表。

2.恒压限流限时，（充/放电状态）控制系统可设定所需要的电压以及限制电流最大值和阶段工作时间。

3.恒流限压限时，可设定充电/放电所需要的电流值以及限制电压最高值和工作时间。

4.各阶段的设置和转换：充放电工作方式可任意多重组合选定使用，组合后的程序命令最多可达到30步。

5.设备具备断电后程序和数据保存、记忆功能，具备暂停后再开机可继续执行程序功能。

6.各阶段的设置和转换：充放电工作方式可任意多重组合选定使用，组合后的程序命令最多可达到30步。

7.设备具备断电后程序和数据保存、记忆功能，具备暂停后再开机可继续执行程序功能。 设定的程序可根据需要进行调出查看和修改。

8.显示屏面尺寸要求为5.7寸中文界面，工作状态全部显示。

9.谐波量380V电压总谐波畸变率为5%，各次谐波电压含有率，奇次4%、偶次 2%即可。（检测标准进行单台隔离测试法）

10.控制系统预留通讯端口，可以方便以后增加存储、打印设置的工作参数、运行状态等，以便能够远程集中控制。1

技术指标1、工作温度：-20～50℃；贮存温度：-40～70℃；

2、相对湿度：≤90%(40±2℃)；大气压力：(70～106)kPa；

3、输入电压：AC180V～660V，频率：50Hz（订货时说明）；

4、效率： ≥92%；

5、功率因数： ≥0.85；

6、整机过热保护阈值：80～85℃ ；

7、保护：输入过压、欠压；输出过压、过流、短路；整机过热；

8、绝缘电阻 ≥20MΩ；

9、输入对机壳耐压 ≥AC1500V ；

10、输入对输出耐压 ≥AC1500V ；

11、输出对机壳耐压 ≥AC500V ；

12、平均无故障时间≥50000h；

13、冷却方式：风冷。1

安装方法1、电源应水平安装于足够散热空间而且能耐较高温度的材质结构上，勿倒装，斜装。

2、电源运行时要产生热量，为确保冷却空气的通路，保证蓄电池充放电电源的周围温度不超过规定范围值，且电源机体表面无影响散热的覆盖物。

3、不得有各种纤维、纸片、木片（屑）金属碎块等异物进入电源内，否则可能引发火警或事故。

4、集中管理时，为减少相互间的热影响，在保证每台之间的距离的同时，必须每两台设置分隔板。

5、如果不增加中间隔板，请适当加大设备间距，以保障良好的散热条件。另外，设备安装时请远离酸碱、腐蚀性气体、液体，以及含有导电性粉尘的场所。1

日常维护为使电源能长期可靠连续运行，防患于未然，应进行日常检查或定期检查维护。

为了确保电源的长期可靠运行，一方面要严格按照操作说明正确安装、使用；另一方面要认真做好电源的日常检查和维护工作，根据用户的使用环境，每3~6个月对电源进行一次维护，具体内容如下：

一、 定期检查：

1.本电源检修保养必须由经专业培训的人员负责。用户不可任意拆除和更换本产品器件。

2. 检查紧固件螺钉是否松动。

3. 检查主电路和控制电路端子绝缘是否满足要求。

4. 检查电力电缆和控制电缆有无损伤和老化变色。

5. 污染严重的地方，用软布沾中性化学试剂擦拭，用气囊除去电路板、风道及机箱内的粉尘。

6. 电源长期闲置不用时，应储存在干燥通风房间内，存放六个月应通电半个小时以上。

二、日常检查：

可在通电运行时进行，不取去外壳，从外部目检电源的运行确认没有异常情况，另外需要注意以下项目：

1.运行性能符合标准工艺规范；

2.周围环境符合标准规范；

3.面板仪表显示各功能开关都正常；

4.没有异常的噪声、震动和气味；

5.风机是否正常运转；

6.没有过热或变色等异常情况；

7.输入电压是否在正常的工作范围；

8.各连接线接头是否紧固。2