用于隧道内电瓶车充电控制装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于隧道内电瓶车充电控制装置及控制方法，在充电器与电瓶之间接入该装置，通过霍尔控制器HET检测充电电流，LOGO控制器判断连接状态，结合晶闸管工作特点，能够自动判别充电线正负极是否接反，接反情况下装置自动断开充电，保护充电器与电瓶；在充电线没有插到电瓶上之前能够自动断开充电电路，保证不带电插线；能够在充电线短路的情况下断开充电输出，防止出现短路事故；电瓶充满后能够自动停止充电，防止过充电。能够有效避免电机车充电过程中出现的各种安全隐患，实现真正意义上的安全型充电。

【技术实现步骤摘要】
用于隧道内电瓶车充电控制装置及控制方法
本专利技术涉及一种充电控制技术，特别涉及一种用于隧道内电瓶车充电控制装置及控制方法。
技术介绍
隧道施工中的电机车是负责隧道内水平运输的必备装备。它承担将隧道内的渣土运送到地面及将管片、螺栓、轨道等物件运送至隧道内。电机车依靠大型电池组供电，电池组需要轮换充电，保证电机车的动力供应。在以往施工中，电池组需要吊运至地面充电站，依靠三相交流通过整流以后，利用可控晶闸管、12脉冲触发电路来实现电流的可控性，电瓶充电线通常依靠两根带插头的橡皮电缆人工接插在电瓶桩上实现对电瓶的充电，充电完成后，人工拆除充电线，实现整个充电流程。在充电过程中，需要人工把充电电缆(正负极)接至电池组正负极桩头上，然后开启充电器进行充电，在此过程中由于操作工人的责任性问题不可避免地会出现正负极接反，串联回路接错的情况发生，在这种情况下容易发生电瓶炸裂、充电器输出短路等事故的发生，严重危害设备、人员安全。同时，如果充电器上电，开启以后再进行电缆线(正负极)连接，容易造成带电(电压DC540V、电流约300A以上)操作，对操作人员人身安全造成隐患。在充电完成后，由于人员忘记关闭充电器造成过充电，减少电池组使用寿命或损坏电池组。
技术实现思路
本专利技术是针对隧道施工中的电机车充电安全的问题，提出了一种用于隧道内电瓶车充电控制装置及控制方法，能够有效避免电机车充电过程中出现的各种安全隐患，实现真正意义上的安全型充电。本专利技术的技术方案为：一种用于隧道内电瓶车充电控制装置，装置输入端接充电器，装置输出端接充电电池组，串联连接的熔断器FU、分压电阻R4和R5并联在装置充电器正负极端，分压电阻R4和R5的连接点电压为控制电压Vc，Vc为霍尔控制器HET、LOGO控制器提供电源电压，控制电压Vc与负极端接稳压二极管DW；装置充电器正极输入端通过直流接触器KM常开开关接装置电池组的正极，装置充电器负极输入端与装置电池组负极端连接；串联的电阻R2与电阻R3并联在装置电池组正负极端，串联的电阻R2与电阻R3连接点通过发光二极管LED接晶闸管KG触发门极；接触器KM线圈和时间继电器常开开关串联后，再与时间继电器SJ线圈并联，并联后再与LOGO控制器控制的继电器开关Q1、晶闸管KG和电阻R1串联构成充电控制电路，充电控制电路并联在装置电池组正负极两端；霍尔元件HET检测主回路充电电流并输出控制信号至LOGO控制器，LOGO控制器输出控制信号控制继电器开关Q1导通或断开。所述装置接上充电器正负极后，霍尔控制器HET与LOGO控制器电源端得电，LOGO控制器发出一个脉宽为两秒的低电平，两秒后LOGO控制器输出控制继电器Q1闭合，晶闸管正向电压回路闭合；时间继电器SJ线圈得电，时间继电器SJ延时开关3秒后闭合，接触器KM线圈得电，接触器KM常开开关闭合，充电主回路接通，系统开始充电；霍尔控制器HET检测到充电电流小于截止阙值时，HET发出指令给LOGO控制器，LOGO控制器发出一个低电平脉冲，LOGO控制器控制的继电器开关Q1断开，晶闸管正向电压回路断开，接触器KM线圈失电，接触器KM常开开关断开，充电主回路断开，装置与充电器、电池组连接正常情况下，LOGO控制器在充电主回路断开后3秒，再次重新控制继电器开关Q1闭合，接触器KM得电，又重新开始尝试继续充电，再次检测充电电流是否小于截止阙值，在LOGO控制器内设定了3次计数，当连续3次充电断电循环后，如3次均在时间内检测充电电流小于截止阙值，LOGO控制器发出长时间关闭指令，断开接触器KM，完成充电；装置与充电器连接不正常时，LOGO控制器电源端无电，LOGO控制器控制的继电器Q1断开状态，充电控制电路断开状态，无充电电流；装置与电池组连接不正常时，晶闸管KG触发门极无正常触发电压，晶闸管KG不工作，充电控制电路断开状态，无充电电流。本专利技术的有益效果在于：本专利技术用于隧道内电瓶车充电控制装置及控制方法，用于隧道施工的水平运输工具--大型牵引机车的电池组充电，同时通过改变电路中元器件相关选型参数适用于市面上绝大多数充电器配套充电，实现安全充电。附图说明图1为本专利技术用于隧道内电瓶车充电控制装置电路示意图；图2为本专利技术正常充电过程流程示意图；图3为本专利技术正常电量充满后断开充电回路的流程示意图；图4为本专利技术充电过程中异常情况下的LOGO控制器指令示意图；图5为本专利技术线路极性判定流程示意图；图6为本专利技术LOGO控制器控制流程示意图。具体实施方式在充电器与电池组之间加入本专利技术的装置，如图1所示用于隧道内电瓶车充电控制装置电路示意图中虚线框部分。串联连接的熔断器FU、分压电阻R4和R5并联在充电器正负极端，分压电阻R4和R5的连接点电压为控制电压Vc，Vc为霍尔控制器HET、控制器西门子LOGO提供电源电压，控制电压Vc与负极端接稳压二极管DW。装置充电器正极输入端通过直流接触器KM常开开关接装置电池组的正极，装置充电器负极输入端与装置电池组负极端连接。串联的电阻R2与电阻R3并联在装置电池组正负极端，串联的电阻R2与电阻R3连接点通过发光二极管LED接晶闸管KG触发门极；接触器KM线圈和时间继电器常开开关串联后，与时间继电器SJ线圈并联，并联后再与LOGO控制的继电器开关Q1、晶闸管KG和电阻R1串联构成充电控制电路，并联在装置电池组正负极两端。由霍尔元件HET检测主回路充电电流，发出控制信号给LOGO控制器，LOGO控制器通过逻辑运算后发出控制信号控制继电器开关Q1导通或断开，从而控制充电控制电路是否接通或切断，再结合晶闸管需要满足正向电压和触发信号才导通的特点，达到控制接触器KM线圈得电和失电，最终直流接触器KM常开开关闭合或断开来控制充电状态。下面按流程分类分别介绍一下其工作原理。装置接上充电器正负极，此时由于充电器未通电，装置没有控制电源电压(Vc)供给，霍尔控制器HET与LOGO控制器处于未工作状态，电池组正负极电源已经接上，晶闸管KG无正向电压，只有触发信号，因此晶闸管KG处于未工作状态，时间继电器SJ与接触器KM线圈未得电，充电器与电池组之间的主回路处于断开状态。充电器接通电源后，充电器输出额定电压，霍尔控制器HET与LOGO控制器电源端得电，HET检测到充电电流为零，发出控制指令，LOGO控制器发出一个脉宽为两秒的低电平，两秒后LOGO控制器输出控制继电器Q1闭合，晶闸管正向电压回路闭合，通过晶闸管门极检测到电池组已经接上，晶闸管触发回路导通，晶闸管工作，时间继电器SJ线圈得电，时间继电器SJ延时开关3秒后闭合，接触器KM线圈得电，接触器KM常开开关闭合，充电主回路接通，系统开始充电。图2为正常充电流程。当充电结束，霍尔控制器HET检测到电流减小，小于截止阙值(阙值可设定)时，HET发出指令给LOGO控制器，LOGO控制器发出一个低电平脉冲，LOGO控制的继电器开关Q1断开，晶闸管正向电压回路断开，接触器KM线圈失电，接触器KM常开开关断开，充本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于隧道内电瓶车充电控制装置，装置输入端接充电器，装置输出端接充电电池组，其特征在于，串联连接的熔断器FU、分压电阻R4和R5并联在装置充电器正负极端，分压电阻R4和R5的连接点电压为控制电压Vc，Vc为霍尔控制器HET、LOGO控制器提供电源电压，控制电压Vc与负极端接稳压二极管DW；装置充电器正极输入端通过直流接触器KM常开开关接装置电池组的正极，装置充电器负极输入端与装置电池组负极端连接；串联的电阻R2与电阻R3并联在装置电池组正负极端，串联的电阻R2与电阻R3连接点通过发光二极管LED接晶闸管KG触发门极；接触器KM线圈和时间继电器常开开关串联后，再与时间继电器SJ线圈并联，并联后再与LOGO控制器控制的继电器开关Q1、晶闸管KG和电阻R1串联构成充电控制电路，充电控制电路并联在装置电池组正负极两端；霍尔元件HET检测主回路充电电流并输出控制信号至LOGO控制器，LOGO控制器输出控制信号控制继电器开关Q1导通或断开。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于隧道内电瓶车充电控制装置，装置输入端接充电器，装置输出端接充电电池组，其特征在于，串联连接的熔断器FU、分压电阻R4和R5并联在装置充电器正负极端，分压电阻R4和R5的连接点电压为控制电压Vc，Vc为霍尔控制器HET、LOGO控制器提供电源电压，控制电压Vc与负极端接稳压二极管DW；装置充电器正极输入端通过直流接触器KM常开开关接装置电池组的正极，装置充电器负极输入端与装置电池组负极端连接；串联的电阻R2与电阻R3并联在装置电池组正负极端，串联的电阻R2与电阻R3连接点通过发光二极管LED接晶闸管KG触发门极；接触器KM线圈和时间继电器常开开关串联后，再与时间继电器SJ线圈并联，并联后再与LOGO控制器控制的继电器开关Q1、晶闸管KG和电阻R1串联构成充电控制电路，充电控制电路并联在装置电池组正负极两端；霍尔元件HET检测主回路充电电流并输出控制信号至LOGO控制器，LOGO控制器输出控制信号控制继电器开关Q1导通或断开。


2.根据权利要求1所述用于隧道内电瓶车充电控制装置的控制方法，其特征在于，所述装置接上充电器正负极后，霍尔控制器HET与LOGO控制器电源端得电，LOGO控制器发出一个脉宽为...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆凯忠，吴云峰，王传富，顾解桢，潘志诚，李昌涛，顾刚，刘刚，顾怡雯，俞秋兴，
申请(专利权)人：上海市基础工程集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31