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煤矿电机车蓄电池充电机技术改造摘要:针对充电机使用中存在的实际问题,对煤矿井下蓄电池充电设备进行技术改造,采用CDK-Ⅲ型蓄电池充电机控制器代替原有插件,使改造后的充电机能自动选择充电电流进行充电,降低温升,减少酸雾,有利于充电工身体健康,比常规充电节能,充电时间缩短,避免电池受损,延长电池寿命。
关键词:蓄电池充电机技术改造智能充电铅酸蓄电池是一种可循环再充电的化学电池,因其成本低廉,使用安全及无污染的优点,在通讯、交通、电力、矿山等部门得到了广泛应用。
煤矿所用蓄电池机车通常使用铅酸蓄电池,传统的充电机一般采用电子元件制作成的插板控制可控硅导通、电流调节等,无防接反保护、过流保护,由于插销插反、电路中产生过流等造成充电电子元件损坏影响充电机运行的事件时有发生,甚至引发可控硅烧损。
另外,还存在充电时间长,充电过程依靠人工控制,往往充电不足或过充电,影响蓄电池的容量和寿命,并严重影响企业的生产效率。
而且,随着科技发展,一些生产厂家转产或产品更新换代,不再生产老设备配件,给使用单位维修带来困难。
因此,今年5月,我矿对电机车蓄电池充电机进行技术改造,采用CDK-Ⅲ型智能充电机控制器代替原有全部插板,完善充电机过流保护、防接反保护,有效解决了充电机维修插板外购困难,充电由人工调节电流,初充电需采取强制降温措施,影响蓄电池性能等问题。
1 技术改造详细内容1.1 充电机控制器特性CDK-Ⅲ型智能蓄电池充电机控制器采用DSP芯片为核,CDK-Ⅲ作为主控单元,专为煤矿充电机技术改造设计。
具有灵活的人机对话功能,高度的智能化控制,简洁紧凑的内部结构。
设计了多种保护电路,使其工作安全可靠。
特别适用各种铅酸蓄电池的初充电、常规充电及智能充电。
有多种电压等级可供选择,并有专为井下设计的机型。
1.2 技术改造方案我矿对地面充电房及井下＋900m水平北一充电室的计4台KGCKF-150/35-150型充电机进行了技术改造。
在不改变充电机主体结构的前提下,采用CDK-Ⅲ型智能充电机控制器代替原有有电源板、触发板、翻转板等7块插板,从充电机内部附带的变压器获取电源,由控制器控制可控硅导通、关闭,监测、调整电流、电压信号,使充电机具备过流保护、抗干扰性能等优点,能根据电池情况自动调节充电电流、电压,对于充电机安全运行起到良好的保护作用。
铅酸蓄电池充电器原理
铅酸蓄电池充电器原理：
铅酸蓄电池充电器是一种用来给铅酸蓄电池充电的设备。
其工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 正向充电（Constant Current Charging）：在开始阶段，充电
器会提供一个恒定的充电电流。
这使得电池内部的化学反应开始进行，通过将电流通过电池电解液中的铅酸和水分子，将它们转化为铅二氧化物和氢气。
2. 吸收充电（Constant Voltage Charging）：当电池电压接近其标准充电电压时，充电器会切换到吸收充电模式。
在这个阶段，充电器会以恒定的电压（通常为2.4-2.45V/单体）维持充电过程。
此时，电流逐渐减小，转化为电池中的化学反应来实现充电。
3. 浮充充电（Float Charging）：当电池充满后，充电器会将
充电电压降低到浮充电压（通常为2.25-2.3V/单体）。
在浮充
充电模式下，充电器会持续提供小电流以维持电池的充电状态，同时避免过度充电和电池过热。
此外，充电器还包括一些保护措施，如过流保护、过压保护和过热保护等。
这些保护措施可以确保充电器和电池的安全性，并延长电池的使用寿命。
煤矿井下电机车蓄电池充电技术研究进展摘要：综述了煤矿井下电机车蓄电池充电技术的最新研究进展。
对有关充电技术的性能和特点进行了分类和评述，分别论述了铅酸蓄电池和锂离子电池的充电新工艺，讨论了各种充电技术上存在的技术缺陷和改进措施，对充电机的发展趋势做了展望。
关键词：煤矿电机车，蓄电池，充电工艺引言煤矿井下电机车蓄电池是一种将化学能直接转化成电能的动力装置,它依靠内部的阳极板、阴极板与电解液的可逆化学反应来实现电能的补充和释放，电机车蓄电池充电技术的好坏直接关系着蓄电池的使用寿命，不正确的充电方式会加剧内部的极化反应从而降低其使用寿命。
因此，矿用蓄电池充电技术的发展和技术进步一直得到广泛重视，对充电的快速性、稳定性、安全性、智能化等要求成为重要的研究方向。
传统的人工充电和恒流、恒压等充电工艺都与理想的充电曲线有着较大的偏差，并且传统的晶闸管充电电路谐波大（对电网有冲击）、效率低，安全可靠性差，且充电机体积大、吨位重。
随着可控硅材料的应用、高频开关电源技术的成熟及智能化网络化技术的发展，蓄电池的充电技术有了很大的突破。
尤其随着新能源汽车的发展，将新能源汽车先进的协调管理充电过程运用到煤矿井下电机车上，使得煤矿电机车的蓄电池充电技术得到了崭新的发展。
当前煤矿井下电机车所使用蓄电池有铅酸电池蓄电池、锂离子蓄电池、镍氢电池，其中铅酸蓄电池具有技术成熟、应用广泛、成本低等优点，而锂离子蓄电池和镍氢电池在能量密度和安全性方面有很大优势，本文将从铅酸蓄电池及锂离子电池两种主要蓄电池材料的充电新技术新工艺展开论述。
1.矿用蓄电池充电理论基础和方法上世纪60年代，美国科学家提出了马斯曲线，马斯充电曲线为蓄电池充电提供了理论依据[1]，在充电过程中，若充电电流按马斯曲线规律变化，则可大大缩短充电时间，又保证了低出气率，并且对电池的容量和寿命也没有影响。
根据马斯曲线，蓄电池初始充电电流很大但是蓄电池内部的极化现象会随着充电电流的加大而严重。
煤矿用特别型铅酸蓄电池使用说明书(使用产品前，请阅读使用说明书)产品履行标准：MT658-2011 《煤矿用特别型铅酸蓄电池》石嘴山市太西蓄电池有限责任企业2012年3月第1版MT658-2011煤矿用特别型铅酸蓄电池 使用保护说明书概括1.1 主要用途和合用范围煤矿用特别型铅酸蓄电池（以下简称蓄电池）装入煤矿防爆特别型电源装置，供煤矿防爆特别型电机车作直流电源用。
1.2 产品履行标准《煤矿用特别型铅酸蓄电池》为保证井下使用安全，蓄电池内部、外面产生火花以及电池内部聚集氢气， 本蓄电池还拥有以下特别构造特色：电池槽和盖采纳高强度工程塑料，如ABS 或乙烯丙烯聚体注射而成，塑料槽拥有比硬质橡胶槽高得多的抗冲击强度，可防备在使用过程中因碰撞而槽壳碎裂以致电解液漏泄的现象发 生，并能除去因槽壳碎裂和电解液泄露及正负极短路而产生火花的可能性。
蓄电池极柱设计为双极柱构造，既两个正极柱和两个负极柱，每个极柱应能独自蒙受回路电流；这样，即便此中一极柱破坏，也不会产生火花。
电池间的连结采纳焊接方式，即便连结导线的接头与电池极柱焊接成一体，可除去螺栓连结易松动而产生火花的缺点。
蓄电池极柱与导线连结的裸露带电部分采纳靠谱的绝缘保护套，以防金属异物从外掉入造成极间短路而产生火花。
绝缘保护套上有小孔，以供丈量电池端电压之用。
正极板底部采纳塑料封底，上部横梁包有塑料绝缘套，以防备正负极短路。
电池采纳特别排气栓如刚玉帽排气，特别排气栓拥有优秀的透气性能， 使氢气不易聚集，防备蓄电池气胀爆炸，同时又使用电澥液不可以溅出。
1.4 使用环境条件 环境温度：－200C ～400C1.3产品特色相对湿度：≤85﹪1.5 产品型号构成及其代表意义1比如：D330KT煤矿用特别型蓄电池5小时放电率的额定容量(Ah) 蓄电池车用铅酸蓄电池1.6蓄电池的基本参数及电气性能表1蓄电池的基本参数极板数（片）外形尺寸（毫米）重量（公斤）电池型号正极负极长宽高无电澥液带电澥液D330KT671821384682128D385KT781821384682533D440KT891821764682837表2蓄电池的电气性能5小时放电率3小时放电率1小时放电率电流（A）容量（Ah）电流（A）容量（Ah）电流（A）容量（Ah）66330912731981987738510732*******88440122366264264注：（1）各样放电率的停止电压为1.70 V。
铅酸电池充电器原理
铅酸电池充电器是一种常见的充电设备，它的原理是通过控制电压和电流，将
电能转化为化学能，从而实现对铅酸电池的充电。
铅酸电池是一种重要的蓄电池，广泛应用于汽车、UPS电源、太阳能储能系统等领域。
了解铅酸电池充电器的原
理对于正确使用和维护铅酸电池具有重要意义。
铅酸电池充电器的原理可以简单概括为恒流充电和恒压充电两种方式。
在恒流
充电阶段，充电器通过控制输出电流，使电池内的电解液中的硫酸铅被还原成铅和过氧化铅，同时电池的电压逐渐提高。
一旦电池的电压达到一定值，充电器会切换到恒压充电阶段，此时充电器会保持输出电压不变，直到电池充满为止。
在实际的充电过程中，充电器还需要考虑电池的状态和温度等因素。
比如，当
电池处于低温状态时，充电器需要提供更高的充电电压以促进电池内部的化学反应；而当电池已经充满或者温度过高时，充电器需要自动停止充电以避免过充和过热。
除了基本的充电原理外，现代铅酸电池充电器还普遍采用了微处理器控制、数
字显示、温度补偿等先进技术，以实现更加智能化和精准化的充电管理。
通过实时监测电池的电压、电流、温度等参数，充电器可以根据电池的实际状态进行调整，从而延长电池的使用寿命，并确保充电过程的安全性和可靠性。
总的来说，铅酸电池充电器的原理是基于恒流充电和恒压充电的基本原理，并
结合了电池状态和温度等因素的综合考虑，通过先进的控制技术实现对铅酸电池的高效、安全、可靠的充电管理。
对于用户来说，了解铅酸电池充电器的原理有助于正确选择和使用充电器，提高电池的使用效率和寿命，同时也有利于避免因充电不当而引发的安全问题。
矿用脉充充电机原理图
<图1>：矿用脉充充电机原理图
该原理图描述了矿用脉充充电机的工作原理。
充电机主要由输入电源、整流器、电容器、变压器、开关电源、控制电路和输出电路等部分组成。
输入电源将交流电输入整流器，整流器将交流电转换为直流电并存储到电容器中。
电容器保存着大量的电能，用于后续的充电过程。
变压器将高压直流电转换为适当电压的直流电。
开关电源由控制电路控制，通过开关操作，将适当的电流推送到输出电路，实现对电池组的充电。
控制电路负责监测电池组的电荷状态，并根据需要调整充电机的工作状态。
当电池组电荷较低时，控制电路会向开关电源发出指令，使其输出更高电流，以加快充电速度；当电池组电荷接近满充时，控制电路则会减小输出电流，以避免过充。
输出电路将开关电源输出的直流电连接到电池组，实现对电池组的充电。
充电过程中，充电机会监测电池组的电压和电流，并在适当的时候停止充电，以保护电池组的安全和寿命。
该原理图展示了矿用脉充充电机的基本结构和工作原理，为理解和使用充电机提供了参考。
煤矿用特殊型铅酸蓄电池使用维护说明书产品执行标准：MT658-2011《煤矿用特殊型铅酸蓄电池》湖南丰日电源电气股份有限公司本说明书适用于煤矿用特殊型铅酸蓄电池使用前请仔细阅读说明书。
目录一、用途及工作条件二、基本技术参数及电气性能三、结构特征四、蓄电池的使用五、蓄电池的维护六、特殊部件的使用与维护七、蓄电池的验收与保管八、注意事项九、蓄电池的一般故障和补救方法1.用途及工作条件1.1、本特殊型蓄电池（以下简称蓄电池）以及由蓄电池和电源箱组成的防爆特殊型电源装置，适用于各型矿用防爆特殊型蓄电池式电机车及避难硐室。
1.2、工作条件1.2.1、海拔不超过5000米。
1.2.2、环境温度为-40ºC～65ºC，推荐使用温度-15ºC～45ºC。
1.2.3、相对湿度不大于95%（25ºC时）。
1.3、执行标准：中华人民共和国煤炭行业标准MT658—2011《煤矿用特殊型铅酸蓄电池》及Q/BUAX009—2016《煤矿用特殊型铅酸蓄电池技术条件》。
2.基本技术参数及电气性能2.1、基本技术参数（见表一）表一蓄电池型号额定容量（安时）额定电压（V）最大外形尺寸（毫米）蓄电池参考重量（公斤）长宽高DM330KT330214715846826 DM385KT385214715846828 DM440KT（A）440218015846833 DM440KT440218016638830 DM560KT560214715858036 DM560KT(A)5602147158550342.2、产品型号说明D M-440KT（A）电力牵引型蓄电池设计序列号密封阀控矿用特殊型5小时率额定容量2.3、放电性能（见表二）表二蓄电池型号5小时（C5）3小时（C3）1小时（C1）放电终止电压1.70V电流（A）容量(Ah)电流(A)容量（Ah）电流（A）容量（Ah）DM330KT6633097291213213DM385KT77385113339249249DM440KT(A)88440129387284284DM440KT88440129387284284DM560KT112560164492362362DM560KT(A)1125601644923623622.4、充电性能2.4.1牵引电机车的蓄电池充电方法一（见表三）具有恒压限流功能的充电机对5小时率放电后的蓄电池组，采用分步恒压限流法对蓄电池组进行均衡充电：表三充电阶段单体电池恒压设置（V/只）电池组恒压设置（V/组）充电限电流设置充电时间设置第一阶段 2.25 2.25×N0.15C5（A）2h第二阶段 2.30 2.30×N0.13C5（A）2h第三阶段 2.35 2.35×N0.10C5（A）4h第四阶段 2.40 2.40×N0.05C5（A）4h第五阶段 2.40 2.40×N0.02C5（A）2h备注：N—蓄电池组中单体电池的节数。
蓄电池电机车注意事项
（一）铅酸蓄电池组使用维护说明
1、电池型号为D440KT，经过初充电两个阶段后，蓄电池组在正常使用过程中的各次充电，必须遵循以下原则：
普通充电：第一阶段：电流56A 时间7-10h （一般取10h）
第二阶段：电流28A 时间4-8h (一般取5h)
2、充电时间说明：一般充电完成或正常使用情况下单个蓄电池电压应达到2.6V以上，如若电压降至1.7V以下，则应适时给蓄电池充电。
3、使用维护说明:①当机车蓄电池组进入充电时间后，机车应尽快进入充电硐室充电，搁置时间不得超过6小时。
②蓄电池在放电后，其液面会正常降低，请不要在充电初期给其补充蒸馏水。
③蓄电池严禁长期充电不足和亏电使用，这样易造成极板硫酸盐化而影响蓄电池的使用寿命。
④蓄电池表面应经常保持清洁，防止充电过程中爬电而烧坏蓄电池槽盖。
二、可控硅充电机使用维护说明
1、充电机矿用橡套电缆选择
交流输入电缆： MY3X16+1X4 直流输出电缆： MY1X35
2、维护重点及注意事项：隔爆面是充电设备的关键部位，在维修时要注意各部位尺寸间隙及粗糙度，隔爆结合面要定期清洁，涂防锈油，以防锈蚀和破坏防爆性能。
