專利名稱：一種機車充電機的控制裝置及方法
技術領域：
本發明涉及電力機車充電領域，具體地講是一種機車充電機的控制裝置 及方法。
背景技術：
電力機車上充電機主要是給控制系統110v供電和給蓄電池充電，其取自
輔助變流器的中間電流，通過充電給控制裝置和蓄電池供電。
中國專利公開號CN1725597A， 一種智能快速蓄電池充電器公開了一種利 用多級基準電壓控制開關實現蓄電池充電控制的裝置，但是該方案采用開關 元器件控制，使得控制不連續，因此對蓄電池監控反應滯后，而且該電路結 構不適合大電壓、高頻率的電力機車蓄電池充電應用。
中國專利公開號CN1889323A， 一種可感溫式充電器，采用熱敏電阻對電 池溫度進行采集，控制電流強度進行充電。而該方案同樣采用開關元器件控 制充電過程，不是連續的控制，由于開關式的器件不適用于高頻震蕩，所以 該方案不能應用于大電流領域的電力機車的蓄電池進行充電。
目前，國內機車用蓄電池，目前國內最為常用的充電方法有恒流充電、 恒壓充電、恒壓限流充電3種。其中后兩種雖充電速度較第一種快，但它們存 在影響蓄電池使用壽命，能量轉換效率低等問題，而恒流充電兼顧了各方面 指標，目前廣泛使用。對于串聯蓄電池組(特別是大容量蓄電池組)的充電， 恒流充電能使電池組中個別落后電池進行完全充電，恢復其容量，因而優于 恒壓充電。隨著微機普及與應用，應用微機技術實現實時監控的新型微機免 維護直流電源柜已經在不少部門得到應用。其中的核心部分一充電電源，在 本文中稱之為充電機，由于要與該公司生產的電力設備配套使用，所以須自主研發，以提高產品的市場競爭力。并且，現有的機車上充電機多數都沒有 溫度補償。
以引入方式將上述技術內容合并于本申請。
發明內容
本發明的目的在于提供一種機車充電機控制裝置，利用根據溫度、電 壓、電流強度等參數對充電機進行實時控制，并提供了相同的備用機車充 電機以防止主充電電路的故障，使機車運行更加穩定。還能夠解決現有機車 充電機缺少溫度補償功能，不能很好地根據蓄電池的充電特性進行充電電壓 和電流的調整，更好地發揮蓄電池的特性，延長使用壽命。
本發明的另一 目的在于提供一種機車充電機控制方法，基于DSP工業控
制技術的成熟應用，結合國內外電力機車，尤其是和諧2型電力機車研制出來 的，適合于電力機車和電動車組上使用的蓄電池充電機系統。
為了實現上述目的，本發明實施例提供一種機車充電機的控制裝置， 該控制裝置包括判斷單元，電壓釆集單元，電流采集單元，浮充控制單元， 快速充電控制單元，溫度采集單元，電壓補償單元，執行單元；所述判斷單 元分別與電壓采集單元、電流采集單元、浮充控制單元、快速充電控制單元、 溫度采集單元、電壓補償單元和執行單元相連接；
所述判斷單元用于根據采集的數據與門限值相比較，并調用相應單元進 行處理；所述電壓采集單元用于采集充電機輸出側的電壓，并傳送給所述判 斷單元，所述電流采集單元用于采集充電機輸入側和輸出側的電流強度，釆 集蓄電池的電流強度，并傳送給所述判斷單元，所述溫度采集單元用于采集 蓄電池的溫度，并傳送給所述判斷單元；所述浮充控制單元存儲有預設的電 壓與電流參數，調用該參數控制所述充電機對所述蓄電池進行充電；所述快 速充電控制單元存儲有預設的電壓與電流參數，調用該參數控制所述充電機 對所述蓄電池進行充電；所述電壓補償單元，根據所述判斷單元傳送來的調整值控制所述充電機升高或者降低輸出側的電壓；所述執行單元根據所述判 斷單元的控制停止所述充電機的工作。
根據本發明一種機車充電機的控制裝置的一個進一步的方面，還包括計 數器，與所述判斷單元相連接，經過預設時間后通知所述判斷單元再次獲取 所述電壓采集單元、電流采集單元、溫度采集單元的采集數值進行判斷。
根據本發明一種機車充電機的控制裝置的再一個進一步的方面，所述判
斷單元采用TMS320LF2407DSP芯片。
為了實現以上目的，本發明實施例還提供了一種控制上述機車充電機的
控制方法，其特征在于，該方法包括
釆集蓄電池電壓；
判斷所述電壓是否大于或者等于第一門限值，如果大于或者等于進行快 速充電過程，否則進入浮充過程；
在快速充電過程中判斷所述蓄電池電壓是否大于或者等于第二門限值， 如果大于或者等于所述第二門限值則進入浮充過程；
在浮充過程中判斷所述蓄電池的溫度是否大于或者等于第三門限值，如 果大于或者等于所述第三門限值進行電壓補償過程，否則進入以下判斷過程；
繼續判斷所述蓄電池電壓是否大于或者等于第四門限值，如果大于或者 等于所述第四門限值則停止所述充電機工作，否則返回浮充過程。
根據本發明一種機車充電機的控制方法的一個進一步的方面，所述第一 門限值為96V，所述第二門限值為112.8V，所述第三門限值為25°C，所述 第四門限值為108V，所述快速充電過程采用恒壓112.8V，極限電流強度28A 的電流對蓄電池進行充電，所述浮充過程采用恒壓108V，極限電流強度28A 的電流對蓄電池進行充電。
根據本發明一種機車充電機的控制方法的再一個進一步的方面，所述電
壓補償過程包括，當所述蓄電池的溫度升高或者降低rc時，降低或者升高
0. 003V對所述蓄電池充電的電壓。根據本發明一種機車充電機的控制方法的另一個進一步的方面，在控制 充電機工作的同時還包括一 電壓故障處理過程，
采集充電機電壓；
判斷所述充電機的輸出側電壓是否小于第五門限值，如果小于所述第五 門限值則不做處理，否則啟動第一計數器，在預設的時間內判斷所述充電機 的輸出側電壓是否依然大于或者等于該第五門限值，如果還是大于或者等于 所述第五門限值，則停止所述充電機工作，否則不做處理；
在所述充電機停止工作后啟動第二計數器，在預設的時間內采集所述充 電機的輸出側電壓是否大于或者等于第六門限值，如果大于或者等于所述第 六門限值則發出該充電機的故障信號，否則重新啟動該充電機。
根據本發明一種機車充電機的控制方法的另一個進一步的方面，所述第 五門限值為電壓138V，所述第一計數器為500ms，所述第六門限值為135 V,所述第二計數器為60s。
根據本發明一種機車充電機的控制方法的另一個進一步的方面，在控制 充電機工作的同時還包括一輸出側電流故障處理過程，
采集所述充電機輸出側電流強度；
判斷所述充電機的輸出側電流強度是否小于第七門限值，如果小于所述 第七門限值則不做處理，否則啟動第三計數器，在預設的時間內判斷所述充 電機輸出側的電流強度是否依然大于或者等于該第七門限值，如果還是大于
或者等于所述第七門限值，則停止所述充電機工作，否則不做處理；
在所述充電機停止工作后啟動第四計數器，重新啟動所述充電機，在預 設的時間內采集所述充電機輸出側的電流強度是否大于或者等于所述第七門 限值，如果大于或者等于所述第七門限值則發出該充電機的故障信號。
根據本發明一種機車充電機的控制方法的另一個進一步的方面，所述第
七門限值為電壓138A，所述第三計數器為5s，所述第四計數器為5s。
根據本發明一種機車充電機的控制方法的另一個進一步的方面，還包括一輸入側電流故障處理過程，
采集所述充電機輸入側電流強度；
所述判斷所述充電機的輸出側電流強度是否小于第八門限值，如果小于 所述第八門限值則不做處理，否則啟動第五計數器，在預設的時間內判斷所 述充電機輸出側的電流強度是否依然大于或者等于該第八門限值，如果還是
大于或者等于所述第八門限值，則停止所述充電機工作，否則不做處理；
在所述充電機停止工作后啟動第六計數器，重新啟動所述充電機，在預
設的時間內采集所述充電機輸出側的電流強度是否大于或者等于所述第八門
限值，如果大于或者等于所述第八門限值則發出該充電機的故障信號。
根據本發明一種機車充電機的控制方法的另一個進一步的方面，所述第
八門限值為電壓100A，所述第五計數器為5s，所述第六計數器為5s。
本發明實施例的有益效果在于，能夠根據機車蓄電池的電流、電壓和溫
度多個參數實時的對充電機的電壓、電流進行控制，使充電更安全、更穩定。
此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部 分，并不構成對本發明的限定。在附圖中-圖1是本發明充電機電路原理圖； 圖2是本發明充電機控制方法流程圖； 圖3是本發明充電機模數轉換的流程圖； 圖4是本發明充電機電壓故障診斷處理流程圖； 圖5是本發明充電機輸出側電流故障診斷處理流程圖； 圖6是本發明充電機輸入側電流故障診斷處理流程圖； 圖7是本發明充電機過熱保護流程圖； 圖8是本發明充電機的控制裝置結構圖。
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具體實施例方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施方式 和附圖，對本發明做進一步詳細說明。在此，本發明的示意性實施方式及其 說明用于解釋本發明，但并不作為對本發明的限定。
本發明實施例提供一種機車充電機和該機車充電機的控制方法。以下結 合附圖對本發明進行詳細說明。
如圖1所示為本發明機車電機的電路原理圖，包括單相半控橋逆變電路1 (以后稱為半橋變換電路l)，高頻變壓器2，全波整流電路3，濾波電路4，
傳感器5，驅動板6;所述半橋變換電路1與所述高頻變壓器2相連接，所述 高頻變壓器2與所述全波整流電路3相連接，所述全波整流電路3與所述濾 波電路4相連接，所述濾波電路4與所述傳感器5相連接，所述驅動板6與 所述半橋變換電路1相連接。
所述半橋變換電路包括電容半橋電路101，絕緣柵極型功率管(IGBT: I 謹lated Gate Bipolar Transistor)半橋電路102組成，構成單相半控橋 逆變電路，將Udl+至Udl-之間的直流DC600V輸入電源逆變為270V的方波交 流輸出電壓，并且該半橋變換電路1的工作頻率為10kHz。所述方波交流電壓 通過高頻變壓器2再輸出到全波整流電路3和濾波電路4，通過傳感器5監測 輸出DC112.8V的直流電壓和電流，還可以包括監測蓄電池的電流，為機車上 的蓄電池充電和DC110V負載供電。其中驅動板6根據器件溫度控制IGBT半 橋電路102開、斷，防止機車充電機過熱工作，燒毀電器元件，并且一塊驅 動板上使用兩塊驅動芯片HCPL316J， 一塊驅動芯片輸出一路脈寬調制波(PW M)驅動一個IGBT管。
作為優選的實施例，本發明機車充電機還包括一個備份充電機，當主充 電機停止工作后啟動備用充電機對機車上的蓄電池充電和DC110V負載供電。
作為優選的實施例，本發明機車充電機的全波整流電路3還并聯有一電 阻R15及一電容C16，用于該全波整流電路3的過壓保護。作為優選的實施例，本發明機車充電機的濾波電路4還并聯有一負載電
阻R16，用于濾波電路4的超調。
作為優選的實施例，本發明機車充電機還包括一個熔斷器Fu連接于輸入 電源和電容半橋電路101之間，用于防止過大電流燒毀電路元器件。
如圖2所示為本發明機車充電機的控制方法流程圖，本發明實施例采用T MS320LF2407DSP芯片作為充電機充電控制、故障處理的處理芯片能夠代替現 有通過電路實現的控制方法，并且能夠使控制連續。步驟200，充電機啟動； 步驟201，系統初始化；步驟202，判斷熔斷器是否斷開，如果斷開則進行相 應的中斷處理；步驟203，通過驅動板6判斷充電機溫度，驅動板上有溫度貼 片，連接一個開關節點，如果大于或等于8(TC，則節點閉合，控制裝置檢測 到閉合節點判斷發生故障，則進行相應的中斷處理；步驟204，判斷IGBT半 橋電路是否故障，如果故障則進行相應的中斷處理；步驟205，通過電壓傳感 器CA1(V)-1， CA1(V)-2采樣，判斷機車充電機是否過壓，如果過壓則進行相 應的中斷處理；步驟206，通過電流傳感器CA1 (I) -1， CA1 (I) -2采樣， 判斷輸入側電流是否故障，如果故障則進行相應的中斷處理；步驟207，通過 CA2 (I) -1， CA2 (I) -2采樣，判斷輸出側電流是否故障，如果故障則進行 相應的中斷處理；步驟208，采集被充電的蓄電池電壓；步驟209，判斷蓄電 池電壓是否大于或者等于96V，如果超過96V則進行步驟210，否則進行步驟 216，由于本發明實施例中的和諧2型電力機車蓄電池和控制裝置的特殊性， 所以以96V為門限值；步驟210，進入浮充電模式，以恒壓108V，極限電流2 8A進行浮充電；步驟211，采集被充電的蓄電池電壓，因為進入浮充電后， 由于長時間工作，蓄電池可能再次進入缺電，需要再次快速充電，所以要采 集蓄電池電壓；步驟212，采集蓄電池溫度；步驟213，判斷所述蓄電池溫度 是否等于25。C，如果等于25。C則進入步驟214，否則進入步驟219;判斷蓄 電池的電壓是否大于或者等于96V,如果大于或者等于96V則進入步驟215， 否則進入步驟216;判斷蓄電池電壓是否大于或者等于108V，如果大于或者
ii等于108V則進入步驟220結束充電過程，否則進入步驟210繼續浮充電模式; 步驟216，進入快速充電模式，以恒壓112.8V，極限電流28A進行快速充電； 步驟217，采集蓄電池電壓；步驟218，判斷蓄電池電壓是否大于或者等于1 12.8V，如果大于或者等于112.8V則進入浮充電步驟210，否則回到步驟216 進行快速充電步驟；步驟219，當檢測蓄電池溫度不等于25"C時進行電壓補 償，因為蓄電池的工作溫度設定為常溫25'C，如環境溫度不是25'C時，應按
0.003v/t:對充電電壓進行調整，即在25匸的基礎上，溫度每上升rc，充電
電壓在2.35V/單體的基礎上，每單體相應下降0. 003V;反之，溫度每下降l 。C，充電電壓在2.35V/單體的基礎上，每單體相應上升0. 003V。
其中，在步驟215中，判斷蓄電池電壓是否大于或者等于108V時，可以 在108V數值附近偏差幾伏。
檢測蓄電池電壓是否大于96V，如果大于96V就直接進入浮充充電模式， 以恒壓108V，極限電流28A進行浮充電(利用CA3 (I) -1、 CA3 (I) -2測量 蓄電池電流)，直到電壓充到108V;如果小于96V就首先進入快速充電模式， 以恒壓112.8V，極限電流28A進行快速充電，直到蓄電池電壓為112.8V時再 進入浮充充電模式，將充電機輸出電壓恒定在108V;如果隨著蓄電池的使用， 電池電壓又低于96V，充電模式又自動轉為快速充電，如此循環往復控制充 電機在不同的工作狀態下進行工作，同時，充電機的工作電壓隨著蓄電池的 溫度進行動態補償調節。
如圖3所示為本發明電壓環、電流環控制算法PI模塊選擇流程圖，以達 到對充電機進行連續控制的目的。步驟300，開始對充電機進行連續控制；步 驟301，關中斷，以實現算法程序完整性；步驟302，無限長數字濾波器(II R: infinitive impulse response)低通濾波，實現數字濾波(該步驟中的I IR可以使用其它數字濾波器代替)；步驟303，蓄電池電壓釆樣；步驟304， 判斷電壓是否大于或者等于96V，如果大于或者等于96V則進入步驟306，否 則進行步驟305;步驟305，利用電流信號進行計算偏差，具體通過傳感器采樣的電流對應的DSP的10位AD模塊數值確定電流測量值，與給定參考值比 較得到偏差值；步驟306，利用電壓信號進行算偏差，具體通過傳感器采樣的 電壓對應的DSP的10位AD模塊數值確定電壓測量值，與給定參考值比較得 到偏差值；在進行步驟305或步驟306之后，進行步驟307，利用偏差進行P ID計算，利用采樣值和輸出P麗得到理想值和參考值之間的誤差來計算出下 次P麗輸出；步驟308，將計算結果送入DSP2407EVA控制寄存器，通過寄存 器的值來決定P麗輸出；步驟310，清理現場，開總中斷；步驟311，結束。
如圖4所示為本發明對充電機輸出電壓故障診斷處理流程圖，步驟400， 充電機的傳感器CA1(V)-1， CA1(V)-2采集充電機的輸出電壓；步驟401，判 斷充電機輸出電壓是否大于或者等于138V，如果大于或者等于138V則進行步 驟402，否則進行步驟411，不進行任何處理，說明充電機工作正常；步驟4 02，啟動一計數器，持續500ms;步驟403，采集輸出電壓；步驟404，判斷 500ms后充電機的輸出電壓是否還是大于或者等于138V，如果大于或者等于1 38V則進入步驟405，否則進入步驟411返回充電機正常工作的信號，重新開 始正常工作；步驟405，停止充電機工作；步驟406，計數器重載，并持續6 Os;步驟407，采集充電機輸出電壓；步驟408，判斷充電機的輸出電壓是否 大于或者等于135V，如果大于或者等于135V則進入步驟409，否則進入步驟 410;步驟409，輸出該充電機故障的信號，作為優選的實施例，在輸出故障 信號的同時，啟動備用充電機進行充電工作， 一個主充電機工作，另一個備 用充電機處于熱啟動狀態，當檢測到工作的充電機發生故障，則由外部控制 切換到備用充電機進行工作；步驟410，重新啟動該充電機。如果充電電壓超 過138V士l^持續500mS，充電機停止工作，如果電壓下降到135V土1X持續6 0S，充電機重新投入運行，如果過壓持續時間大于60S (電壓超過138V士1X， 而又降不到135V士1X以下)，充電機被自動隔離，并輸出故障報警信號，此 時必須確認后通過控制復位才能使其工作。
如圖5所示為本發明充電機輸出側電流故障診斷處理流程圖，步驟500，充電機的傳感器采集充電機的輸出電流；步驟501，通過CA2(1)-1， CA2(I)-2釆樣判斷充電機輸出電流是否大于或者等于138A，如果大于或者等于138A 則進行步驟502，否則進行步驟512，不進行任何處理，說明充電機工作正常； 步驟502，啟動一計數器，持續5s;步驟503，采集輸出電流強度；步驟504， 判斷5s后充電機的輸出電流是否還是大于或者等于138A，如果大于或者等于 138A則進入步驟505，否則進入步驟512返回充電機正常工作的信號，控制 充電機重新正常工作；步驟505，停止充電機工作；步驟506，計數器重載， 并持續5s;步驟507，充電機重新起動(再次檢測電流，上次錯誤可能是電 流超調)；步驟508,采集充電機輸出電流；步驟509，判斷充電機的輸出電 流是否大于或者等于138A，如果大于或者等于138A則進入步驟511，否則進 入步驟510;步驟511，如果經過上述步驟505-步驟509的三次循環后，輸出 電流依然大于或者等于138A則輸出該充電機故障的信號，作為優選的實施例， 在輸出故障信號的同時，啟動備用充電機進行充電工作；步驟510,經過重起 后，該充電機可以正常使用。輸出電流過載保護閥值為138A±1% (額定電流 的1.5倍)，信號取自輸出端前級電流傳感器，當檢測到過載持續5S后充電 機停止，再過5S后重啟，如果再次檢測到過載充電機再次停止，如此反復， 當連續4次檢測到過載后，充電機被確定為永久故障，被自動隔離，并輸出 故障報警信號，此時必須確認后通過控制復位才能使其工作。
如圖6所示為本發明充電機輸入側電流故障診斷處理流程圖，步驟600， 充電機的輸入端電流傳感器CA1(工)-1， CAl(I)-2采集充電機的輸入電流；步 驟501，判斷充電機輸入電流是否大于或者等于IOOA，如果大于或者等于IO 0A則進行步驟602，否則進行步驟612，不進行任何處理，說明充電機工作正
常；步驟602，啟動一計數器，持續5S;步驟603,采集輸入電流強度；步驟
604，判斷5s后充電機的輸入電流是否還是大于或者等于IOOA，如果大于或 者等于100A則進入步驟605，否則進入步驟612返回充電機正常工作的信號， 即退出本中斷處理程序；步驟6Q5，停止充電機工作；步驟606，計數器重載，并持續5s;步驟607,充電機重新起動；步驟608，采集充電機輸入電流；步 驟609，判斷充電機的輸入電流是否大于或者等于100A，如果大于或者等于l 00A則進入步驟611，否則進入步驟610;步驟611，如果經過上述步驟605-步驟609的三次循環后，輸入電流依然大于或者等于100A則輸出該充電機故 障的信號；步驟610，經過重起后，該充電機可以正常使用。輸入側過載保護 閥值為100A±1% (額定電流的i.5倍)，信號取自輸入端電流傳感器CAl(I) -l采集主充電機電流、CA1(1)-2采集備用充電機電流，當檢測到過載持續5 S后充電機停止，再過5S后重啟，如果再次檢測到過載充電機再次停止，如 此反復，當連續4次檢測到過載后，充電機被確定為永久故障，被自動隔離， 并輸出故障報警信號，此時必須確認后通過控制復位才能使其工作。
如圖7所示為本發明充電機熱保護流程圖，步驟700，通過驅動板的溫度 傳感器檢測充電機溫度，主要檢測充電機IGBT半橋電路溫度(同步驟203); 步驟701，判斷充電機溫度是否大于或者等于8(TC，如果大于或者等于8(TC 則進入步驟702，否則進入步驟703;步驟702，輸出故障信號，作為優選的 實施例，在輸出故障信號的同時，啟動備用充電機進行充電工作；步驟.703， 充電記正常運行；步驟704，啟動一計數器，維持10s，再次回到步驟700進 行溫度檢測。過熱保護闊值為8(TC，釆用固定溫度的溫度繼電器進行檢測， 開關量信號，每10S讀取一次溫度信息，如果超過了溫度門限值則通過溫度 繼電器斷開DC600V電源輸入，停止轉換。
如圖8所示為本發明實施充電機控制方法的裝置結構圖，包括判斷單元8 01，電壓采集單元802,電流采集單元803，浮充控制單元804，快速充電控 制單元805，電壓補償單元806，溫度采集單元807，計數器808，執行單元8 09;所述判斷單元801分別與電壓采集單元802、電流采集單元803、浮充控 制單元804、快速充電控制單元805、電壓補償單元806、溫度采集單元807、 計數器808和執行單元809相連接；所述判斷單元801根據各采集單元獲得 蓄電池或者充電機的信息，判斷其是否超過門限值，然后根據判斷結果調用相應單元處理；所述電壓采集單元802采集充電機輸出側的電壓信息，例如 通過CA1 (V) -1、 CAl (V) -2獲得充電機輸出側電壓，并且該電壓也等于蓄 電池的電壓；電流采集單元803采集充電機的電流信息，包括利用CA1 (I)-1、 CAl (I) -2采集充電機輸入側的電流信息和利用CA2 (I) -1、 CA2 (I) -2采集輸出側的電流信息;浮充控制單元804存儲有對蓄電池進行浮充的參數， 例如電壓、電流強度等，當判斷單元801調用浮充控制單元804時，浮充控 制單元804通過控制充電機的高頻變壓器變換到相應次邊，由CA3(1)-1， CA 3(1)-2采樣，通過算法判斷電流是否大于或等于28A，如果大于或者等于28 A，則減小P簡輸出，從而控制所述充電機輸出側的電壓和電流，例如輸出側 輸出恒壓108V，極限電流28A;快速充電控制單元805存儲有對蓄電池快速 充電的參數，例如電壓、電流強度等，當判斷單元801調用快速充電控制單 元805時，快速充電控制單元805通過控制充電機的高頻變壓器變換到相應 的次邊，控制所述充電機輸出側的電壓和電流，例如輸出側輸出電壓為恒壓l 12.8C，極限電流28A;電壓補償單元806，電壓補償單元806根據判斷單元8 Ol輸出的參數，控制P麗波形，控制IGBT的導通寬度來調整電壓，增大電壓 數值、降低電壓數值等，該溫度補償方法如圖2的步驟219中所述；溫度采 集單元807，實時采集蓄電池的溫度，將該溫度傳送給判斷單元801;計數器 808，計數器存儲有不同的計數值，在故障診斷處理方法中，在不同的故障診 斷中啟動的計數時間都不一樣；執行單元809，在判斷單元801的調用下，停 止充電機的工作，作為優選的實施例，當停止充電機工作的同時還可以發出 相應的故障報警信息。
本發明的有益效果在于，通過逆變原理實現大電壓機車蓄電池、控制裝 置充電、供電，利用TMS320LF2407DSP芯片作為控制處理芯片，能夠實現充 電控制的連續性。針對申請人開發的和諧D2型號電力機車的蓄電池進行充電 控制，實現很好的故障檢測和處理，并且該充電機和利用TMS320LF2407DSP 芯片實現的邏輯控制在機車運行過程中的抗震性，抗沖擊性都達到很好效果。能夠根據蓄電池的溫度和實時的電壓、電流控制充電過程，使充電更安全、 更穩定。
以上所述的具體實施方式
，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行 了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式
而 已，并不用于限定本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做 的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種機車充電機的控制裝置，其特征在于，該控制裝置包括判斷單元，電壓采集單元，電流采集單元，浮充控制單元，快速充電控制單元，溫度采集單元，電壓補償單元，執行單元；所述判斷單元分別與電壓采集單元、電流采集單元、浮充控制單元、快速充電控制單元、溫度采集單元、電壓補償單元和執行單元相連接；所述判斷單元用于根據采集的數據與門限值相比較，并調用相應單元進行處理；所述電壓采集單元用于采集充電機輸出側的電壓，并傳送給所述判斷單元，所述電流采集單元用于采集充電機輸入側和輸出側的電流強度，采集蓄電池的電流強度，并傳送給所述判斷單元，所述溫度采集單元用于采集蓄電池的溫度，并傳送給所述判斷單元；所述浮充控制單元存儲有預設的電壓與電流參數，調用該參數控制所述充電機對所述蓄電池進行充電；所述快速充電控制單元存儲有預設的電壓與電流參數，調用該參數控制所述充電機對所述蓄電池進行充電；所述電壓補償單元，根據所述判斷單元傳送來的調整值控制所述充電機升高或者降低輸出側的電壓；所述執行單元根據所述判斷單元的控制停止所述充電機的工作。
2. 根據權利要求l所述的一種機車充電機的控制裝置，其特征在于還包 括計數器，與所述判斷單元相連接，經過預設時間后通知所述判斷單元再次 獲取所述電壓采集單元、電流采集單元、溫度采集單元的采集數值進行判斷。
3. —種機車充電機的控制方法，其特征在于，該方法包括 ' 采集蓄電池電壓；判斷所述電壓是否大于或者等于第一門限值，如果大于或者等于進行快 速充電過程，否則進入浮充過程;在快速充電過程中判斷所述蓄電池電壓是否大于或者等于第二門限值， 如果大于或者等于所述第二門限值則進入浮充過程；在浮充過程中判斷所述蓄電池的溫度是否大于或者等于第三門限值，如果大于或者等于所述第三門限值進行電壓補償過程，否則進入以下判斷過程;繼續判斷所述蓄電池電壓是否大于或者等于第四門限值，如果大于或者 等于所述第四門限值則停止所述充電機工作，否則返回浮充過程。
4. 根據權利要求3所述的一種機車充電機的控制方法，其特征在于，所 述第一門限值為96V，所述第二門限值為112.8V，所述第三門限值為25。C， 所述第四門限值為108V，所述快速充電過程采用恒壓112.8V，極限電流強度 28A的電流對蓄電池進行充電，所述浮充過程采用恒壓108V，極限電流強度2 8A的電流對蓄電池進行充電。
5. 根據權利要求3所述的一種機車充電機的控制方法，其特征在于，所述電壓補償過程包括，當所述蓄電池的溫度升高或者降低rc時，降低或者升高0. 003V對所述蓄電池充電的電壓。
6. 根據權利要求3所述的一種機車充電機的控制方法，其特征在于，在 控制充電機工作的同時還包括一電壓故障處理過程，采集充電機電壓；判斷所述充電機的輸出側電壓是否小于第五門限值，如果小于所述第五 門限值則不做處理，否則啟動第一計數器，在預設的時間內判斷所述充電機 的輸出側電壓是否依然大于或者等于該第五門限值，如果還是大于或者等于 所述第五門限值，則停止所述充電機工作，否則不做處理；在所述充電機停止工作后啟動第二計數器，在預設的時間內采集所述充 電機的輸出側電壓是否大于或者等于第六門限值，如果大于或者等于所述第 六門限值則發出該充電機的故障信號，否則重新啟動該充電機。
7. 根據權利要求6所述的一種機車充電機的控制方法，其特征在于，所 述第五門限值為電壓138V,所述第一計數器為500ms，所述第六門限值為 135V，所述第二計數器為60s。
8. 根據權利要求3所述的一種機車充電機的控制方法，其特征在于，在 控制充電機工作的同時還包括一輸出側電流故障處理過程，采集所述充電機輸出側電流強度；判斷所述充電機的輸出側電流強度是否小于第七門限值，如果小于所述 第七門限值則不做處理，否則啟動第三計數器，在預設的時間內判斷所述充 電機輸出側的電流強度是否依然大于或者等于該第七門限值，如果還是大于 或者等于所述第七門限值，則停止所述充電機工作，否則不做處理；在所述充電機停止工作后啟動第四計數器，重新啟動所述充電機，在預 設的時間內采集所述充電機輸出側的電流強度是否大于或者等于所述第七門 限值，如果大于或者等于所述第七門限值則發出該充電機的故障信號。
9.根據權利要求8所述的一種機車充電機的控制方法，其特征在于，所 述第七門限值為電壓138A，所述第三計數器為5s，所述第四計數器為5s。
10.根據權利要求3所述的一種機車充電機的控制方法，其特征在于， 還包括一輸入側電流故障處理過程，采集所述充電機輸入側電流強度；所述判斷所述充電機的輸出側電流強度是否小于IOOA，如果小于100A 則不做處理，否則啟動第五計數器，在5秒內判斷所述充電機輸出側的電流 強度是否依然大于或者等于100A，如果還是大于或者等于IOOA，則停止所 述充電機工作，否則不做處理；在所述充電機停止工作后啟動第六計數器，重新啟動所述充電機，在5 秒內采集所述充電機輸出側的電流強度是否大于或者等于IOOA，如果大于或 者等于100A則發出該充電機的故障信號。
全文摘要
本發明提供一種機車充電機的控制裝置及方法。為了解決現有機車充電機缺少溫度補償功能，和針對于該充電機的充電控制不連續提出了本發明，控制裝置包括判斷單元，電壓采集單元，電流采集單元，浮充控制單元，快速充電控制單元，溫度采集單元，電壓補償單元，執行單元；所述判斷單元分別與電壓采集單元、電流采集單元、浮充控制單元、快速充電控制單元、溫度采集單元、電壓補償單元和執行單元相連接。本發明的有益效果在于，能夠根據蓄電池的溫度和實時的電壓、電流控制充電過程，使充電更安全、更穩定。
文檔編號H02J7/00GK101557121SQ20081009243
公開日2009年10月14日 申請日期2008年4月11日 優先權日2008年4月11日
發明者忠 張, 徐玉峰, 王傳芳 申請人:中國北車集團大同電力機車有限責任公司