充电机电路改进设计应用

摘 要 煤矿井下充电机故障频繁，轻者损坏设备、影响生产，重者造成事故。利用傻瓜3型晶闸管移相控制模块充电机充电电路改造矿井现有的充电机，使充电机能先大电流恒流充电（例两倍10小时率电流），充电后期自动转入恒压充电，并且恒压精度要求高（优于1%）。这样，就能克服常用恒压充电和恒流充电机固有的毛病，实现快速充电，既节约电能又节省时间，还不损坏电池。在曲江公司的应用，没有出现过任何问题，确保了矿井生产。

【关键词】充电机 电路改进 应用

目前丰城矿务局（含曲江公司）充电机型号规格多，有哈尔滨的，有西安的，有的设备是七、八十年代的产品。经常出现故障，不能正常为蓄电池充电，损坏蓄电池，影响运输生产。如何解决生产之所须的问题。摆在广大机电维修人员面前。

1 存在的主要问题

1.1 早期产品的设计有问题

例如：GCA系列只用的是三相全桥硅整流，没有晶闸管控制，无法实现恒流源恒压源的自动控制。又例如：KGCA系列是三相半桥式整流。控制电路采用单结晶体管触发电路，其电路中分立元件很多。象电容器使用一定的时间就出现失效。同步变压器的V1的要求很高为90V±1V，矿井电压很难确保等问题。

1.2 新产品与老产品配件互换存在问题

早期产品是硅整流，而新产品是三个硅，三个可控硅。也有用KK可控硅的。触发电路有部分是立元件的，也有半集成元件的。各种参数不相同。无法进行互换。

1.3 维护管理的问题

由于电路设计就没有先恒流，后恒压。就只能是达到额定电流时报警，靠人为的去进行调压控制，维护管理很难做到极时准确。不小心就要造成蓄电池的损坏，有时也造成充电设备的损坏。

1.4 零配供应存在问题

前面所讲，设备的型号、规格多样，产地不同，零件的选用五花八门。供应的同志也很难采购。一个很小的元件也会造成无法正常充电，影响生产。

2 蓄电池对充电的技术要求

常用的蓄电池充电方法有两种：一是恒流充电；二是恒压充电。恒流充电是常用也是最容易实现的方式。

采用恒压充电，以上问题稍有缓解，事实上，真正的恒压充电很难实现。

一个性能优良的充电机应该是先大电流恒流充电（例两倍10小时率电流），充电后期自动转入恒压充电，并且恒压精度要求高（优于1%）。这样，就能克服常用恒压充电和恒流充电机固有的毛病，实现快速充电，既节约电能又节省时间，还不损坏电池。

3 充电机电路的设计

傻瓜3型晶闸管移相控制模块充电机充电电路图。

图1便是一个适用于380v/660v电网，性能优越的快速充电机电路。电路选用傻瓜3型晶闸管移相控制模块。该模块具有多种功能，它是一个典型的双闭环控制系统，可应用于其它晶闸管控制电路，例同步电机调速电路等。

图2是其方框图。只要严格按照图示电路和相序接线一次通电即告成功。用于蓄电池充电时R1是浮充电压（充电结束时的电池端电压）设定电位器，R2是恒流充电充电电位器，充电机的输出电压和输出电流都可任意设定。

4 该充电电路的特点

模块具有电流保护功能，如果设备发生过电流，模块能快速（20ms）封锁主电路并从模块内发出声光报警，同时内部的继电器J吸合（触点容量为220V/3A），可接通告警或切断主电源。这样，在充电初期蓄电池以大电流快速充电，在充电后期当电池电压接近要求的最终充电电压时，进入充电第二阶段，第二阶段充电电流从初期的充电电流逐渐减少，直至浮充状态，对长期浮充状态的蓄电池，当电池带重负载时，充电机能自动由浮充状态平滑地转入恒流充电，随后再进入浮充充电，并能反复地往返于恒流充电与浮充充电之间，充电系统实现快速充电，无人看管也不损坏电池。

该设计具有经济合理、运行可靠、维修简单易行，结合新器件，改造快捷，成本低廉。在曲江公司的使用中，一台的改造费用才二千多元，（充坏一组蓄电池要三万左右，过去送修理，不算运费和影响生产，就修理费不下6000千元或者更多。）曲江江改造后，从2006年5月至今未出现过问题，其实际价值不言而欲。设计本电路，如有不妥之处，请批评斧正。

作者简介

李永明（1966-），男，江西省丰城市人。大学专科学历。助理工程师，现任丰城矿务局安全培训中心教务科教师，长期从事煤矿机电技术管理。

作者单位

丰城矿务局培训中心 江西省丰城市 331141