EMERSON艾默生充電模塊HD22010-3工作原理
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HD22010-3系列充電模塊是電力電源最主要的配置模塊，廣泛應(yīng)用于35kV到330kV的變電站電力電源中。
HD22010-3系列充電模塊采用自冷和風(fēng)冷相結(jié)合的散熱方式，在輕載時(shí)自冷運(yùn)行，符合電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況。
HD22010-3充電模塊原理圖
HD22010-3充電模塊由三相無源PFC和DC/DC兩個(gè)功率部分組成。在兩功率部分之外還有輔助電源以及輸入輸出檢測(cè)保護(hù)電路。
前級(jí)三相無源PFC電路由輸入EMI和三相無源PFC組成，用以實(shí)現(xiàn)交流輸入的整流濾波和輸入電流的校正，使輸入電路的功率因素大于0.94，以滿足DL/T781-2001中三相諧波標(biāo)準(zhǔn)和GB/T 17794.2.2-2003中相關(guān)EMI、EMC標(biāo)準(zhǔn)。
后級(jí)的DC/DC變換器由PWM發(fā)生器控制前級(jí)PFC輸出的DC電壓、經(jīng)過高頻變壓器輸出后再整流濾波輸出DC電壓等電路組成，用以實(shí)現(xiàn)將前級(jí)整流電壓轉(zhuǎn)換成電力操作系統(tǒng)要求的穩(wěn)定的直流電壓輸出。
輔助電源在輸入三相無源PFC之后，DC/DC變換器之前，利用三相無源PFC的直流輸出，產(chǎn)生控制電路所需的各路電源。
輸入檢測(cè)電路實(shí)現(xiàn)輸入過欠壓、缺相等檢測(cè)。DC/DC的檢測(cè)保護(hù)電路包括輸出電壓電流的檢測(cè)，散熱器溫度的檢測(cè)等，所有這些信號(hào)用以DC/DC的控制和保護(hù)。
1．模塊外觀
HD22010-3充電模塊的外觀如下圖所示。
圖一-2 HD22010-3充電模塊外觀
2．前面板
HD22010-3充電模塊前面板如下圖所示。
圖一-3 充電模塊前面板
1）LED顯示面板
顯示模塊的電壓、電流或告警信息。
由顯示切換按鈕進(jìn)行輸出電壓和電流的顯示切換。顯示3位數(shù)字，電壓顯示精度為±0.3V，電流顯示精度為±0.2A。
出現(xiàn)模塊告警時(shí)，閃爍顯示故障代碼。
2）指示燈
模塊面板上有3個(gè)指示燈，功能見下表。
表一-2 面板指示燈功能
3）顯示切換按鈕
顯示切換按鈕用于切換LED顯示面板的顯示內(nèi)容。如果LED正顯示輸出電壓，按一下該按鈕則顯示輸出電流，再按一下該按鈕則又顯示電壓。
HD22010-3 調(diào)壓方法以及撥碼開關(guān)的使用
4）手動(dòng)調(diào)壓按鈕
面板上嵌入的兩個(gè)按鍵用來調(diào)整模塊在手動(dòng)狀態(tài)下的輸出電壓。按一下左邊按鈕輸出電壓降低1V，按一下右邊按鈕輸出電壓升高0.5V。注意只有在手動(dòng)控制方式下，調(diào)節(jié)此按鍵才起作用。
5）撥碼開關(guān)
撥碼開關(guān)用于選擇控制方式和模塊通信地址。其定義如下圖所示。
圖一-1 充電模塊地址及手動(dòng)選擇六位撥碼開關(guān)
①控制方式選擇撥碼
撥碼開關(guān)最左邊一位為控制方式選擇撥碼，用于選擇模塊的控制方式為自動(dòng)控制還是手動(dòng)控制。撥上為自動(dòng)控制方式，撥下為手動(dòng)控制方式，如圖2-4所示。
在自動(dòng)控制方式下，模塊的輸出電壓、限流點(diǎn)、開關(guān)機(jī)均由監(jiān)控模塊進(jìn)行控制，人工無法進(jìn)行干預(yù)。如果模塊連接到合閘母線上對(duì)電池進(jìn)行充電，一般應(yīng)設(shè)置為自動(dòng)控制方式。
在手動(dòng)控制方式下，模塊的輸出電壓由上述介紹的手動(dòng)調(diào)壓按鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)。模塊的輸出電壓、限流點(diǎn)和開關(guān)機(jī)等均不受監(jiān)控模塊控制，但可以將模塊的運(yùn)行參數(shù)上報(bào)給監(jiān)控模塊。如果模塊連接到控制母線上，則模塊需輸出單一的穩(wěn)定電壓，此時(shí)應(yīng)將模塊設(shè)置為手動(dòng)狀態(tài)，模塊的輸出電壓由手動(dòng)調(diào)壓按鈕調(diào)節(jié)，限流點(diǎn)全部放開，為110%。
注意 手動(dòng)調(diào)壓按鈕可使充電模塊輸出電壓最高達(dá)到286V，因此在系統(tǒng)正常時(shí)請(qǐng)勿隨意調(diào)節(jié)該按鍵。由于不同用戶選擇蓄電池的節(jié)數(shù)有差異，為安全起見，充電模塊的輸出在出廠時(shí)已整定在浮充電壓值234V上。
②地址識(shí)別撥碼
撥碼開關(guān)左邊第二位為廣播地址識(shí)別撥碼，用于模塊識(shí)別廣播數(shù)據(jù)包。撥到上端時(shí)，模塊認(rèn)為只有地址為255的數(shù)據(jù)包是廣播數(shù)據(jù)包。撥到下端時(shí)，模塊認(rèn)為只有地址為254的數(shù)據(jù)包是廣播數(shù)據(jù)包。如果配套艾默生監(jiān)控模塊，該撥碼必須撥到上端，及廣播地址必須設(shè)置為255。
③地址設(shè)置撥碼
撥碼開關(guān)右邊四位為模塊通信地址設(shè)置撥碼，用于設(shè)置模塊的通信地址。
在模塊上設(shè)置的通信地址為二進(jìn)制數(shù)，每一位撥碼向上撥代表二進(jìn)制數(shù)0，向下?lián)艽矶M(jìn)制數(shù)1。四位地址設(shè)置撥碼中最左邊一位為最高位，最右邊一位為位。
充電模塊HD22010-3的地址設(shè)置撥碼為4位，因此模塊的地址設(shè)置范圍為0～15，也就是說，連接到監(jiān)控模塊的同一個(gè)串口上的模塊數(shù)最大為16個(gè)。當(dāng)系統(tǒng)模塊數(shù)量大于16時(shí)，需要將多余模塊獨(dú)立分組且從監(jiān)控單元的另一個(gè)串行口進(jìn)行通信連接。
模塊地址是監(jiān)控模塊識(shí)別各充電模塊的標(biāo)志，同一系統(tǒng)中模塊的地址設(shè)置不能相同。對(duì)于同一個(gè)模塊，模塊通信地址設(shè)置必須與監(jiān)控模塊中的模塊地址設(shè)置相同，否則將出現(xiàn)通信異常。
在監(jiān)控模塊中設(shè)置的模塊地址為十進(jìn)制數(shù)，他們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系見下表。
表一-3 模塊地址撥碼狀態(tài)和地址對(duì)應(yīng)表
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