提高空调客车邱健蓄电池应急电源装置检修质量的研究

摘要：空调客车应急电源首要用于列车应急灯、轴温报警器、电子防滑器、尾灯等重要负载在供电正常或非正常时的用电。本文针对空调客车应急电源设备在检修中存在的一些问题，运用核算机技能、脉宽调制技能和实验公式，找到了一种解决问题的办法。

关键词：空调客车；电源设备；检修质量

在空调客车的运转中，应急电源设备的效果非常重要。一起，它的状况良好与否直接关系到旅客列车的行车安全，一起也是保护列车秩序和铁路声誉的重要设备。

一、客车应急电源的效果

应急电源由充电器、逆变器、蓄电池、变压器、转换开关等设备组成的一种把沟通电能整流成直流电能的应急设备。在空调客车中，部分电气设备运用沟通电，如客车空调、电开水炉、客车照明等，另一部分负载运用直流电，直流负载可分为一般直流负载和应急负载两类：一般直流负载是指在本车沟通断电后不再用电的直流用电器，如厕一切无人显示器、水位显示器等；应急负载是指在本车断电后仍需用电的直流用电器，如应急照明灯、轴温报警设备、广播和通讯设备、尾灯插座等。客车应急电源是给直流用电器供给直流电的设备。

二、现在存在的问题

1、上车蓄电池的实际容量无法保证到达其标称容量的70％以上；

2、由于无法测验充电机和充电操控板的伏-安特性曲线，因而，在客车运转中难以保证电池按要求进行充电；

3、无法测验整流器的伏-安特曲线；

4、无法主动测验应急操控电路，削减人工测验引起的错误；

5、难以修复因记忆效应形成容量大幅度下降的蓄电池。

三、解决办法

针对此种状况，在充分消化空调客车各型应急电源设备的根底上，依据铁道部下发的“客车要点部件专项检修办法”和应急电源设备专项检修办法，结合现场的实际状况，研制出“空调客车应急电源设备智能型实验台”。将实验台的规划思维及首要技能办法分述如下：

1、规划思维。1）针对现场工人技能水平凹凸不齐这一特点，实验台应有良好的人机交互界面，做到“一看就会，一用就灵”，实验的一般技能问题可便利通过在线帮助找到答案；2）有完备的人身安全和设备安全的技能保障办法；3）能检测应急电源设备的重要技能参数和特性曲线；4）能按技能标准主动完成对蓄电池的保护；5）皮实经用，毛病低；6）按以上要求，选用核算机技能来完成对各被试对象的测验和数据处理是一种较好的方案。实验台硬件平台：数字量部分选用工控机、A/D、D/A及I/O接口板，模仿量处理部分选用0.2级高精度电量变换器、脉宽调制功率负载器及电磁元件。软件平台选用WINDOS98体系；7）在实验台的规划中，按模块化的规划思维，对许多功能进行模块化规划，各功能模块之间的牵扯尽量少，以满足多任务作业模式的要求，这样既能进步实验效率，又能最大极限便利实验台的运用和维修，即便实验台出现毛病，一般状况下，仅中止毛病模块的运用，其他模块仍可照旧运用。

2、首要技能办法。实验台由应急操控电路板检测模块、充电操控电路板检测模块、充电机检测模块、整流器检测模块、蓄电池充放电模块、交、直流可调电源模块六个模块构成。

1）应急电路的主动测验。①应急电路的效果是：a.完成沟通供电和应急供电的主动切换；b.蓄电池过放主动保护；②主动测验电路中需解决的关键技能问题是：a.模仿车上三相沟通供电方式下的48V整流直流电源；b.模仿车上的蓄电池电源；③解决办法：a．在实验台内用单相48V工频沟通电源，来整流和大容量电容器滤波，以此模仿车上三相沟通电源经三相整流滤波生成的48V直流电源。经实验和测验，模仿电源的有效值和纹波参数完全能到达车上48V整流直流电源的水平。b．选用脉宽调制技能(PWM)制作一个接连可调直流电压源，并在电源的输出端并联0.03F以上容量的大电容器(工频沟通阻抗可做到0.1Ω以内)，用于模仿蓄电池电压在38V～60V规模的接连变化和低阻抗特性。c．通过核算机操控A/D、D/A和继电器，完成模仿48V电源和模仿蓄电池电源的切换及模仿蓄电池电压的接连变化，然后完成对应急操控电路的主动测验。

2）充电操控板和充电机的主动检测。①充电操控板和充电机的效果是：在列车有沟通电源时，以给定的恒定电流值向蓄电池恒流充电，电池端电压到达充电中止电压(设定值)的0.88～0.9倍时，逐步退出恒流充电方式，终究进入浮冲状况。②主动测验中需解决的关键技能是：模仿面向充电机的蓄电池负载，其端电压需模仿蓄电池的充电进程，可接连变化且受控，有满足的耗散功率。③解决办法：a.选用脉宽调制技能(PWM)来完成模仿蓄电池负载。b.通过核算机操控A/D、D/A，调理脉冲宽度，模仿蓄电池的充电进程，并对这一进程的电流、电压进行接连收集，终究测得充电机或充电操控板的伏-安特性曲线和恒流值、充电中止电压值。④凭借于核算机、A/D、D/A变换器即可完成对充电机或充电操控板的主动测验，并制作出伏安特性曲线，然后判别出被试品是否合格。

3）整流器的主动检测。①整流器的效果是：车上有沟通电源时，向相关负载供给经三相整流输出48V直流电源，额外负载有5A和10A两种。②技能关键和解决办法：对整流器的检测同样应从测验其伏-安特性着手，即：当整流器的输出负荷电流从零接连增加到其出厂额外值时，测验出这一进程的伏-安特性曲线。依据此曲线，测验人员可判别出整流器的负载才能和电压动摇规模是否符合要求。③模仿负载。对整流器测验的模仿负载作业原理基本与充电机模仿负载相同。

4）对蓄电池容量和充入电量的核算。①当前，完成对蓄电池容量精确测验的仅有办法是以一定倍率的电流对蓄电池恒流放电，并记录下全进程的放电安时数，直到放电中止。②实验台对蓄电池容量的测验也按此原理，由核算机定时把放电电流与对应时刻相乘，并把每次的乘积累加起来，直到放电进程中止，最终得到的累加值既是蓄电池在对应放电倍率下的容量。③对经历一个完整放电充电进程的蓄电池容量的核算，也可通过对充入电池安时数换算的办法得到。现在，空调客车应急电源设备遍及运用免保护铅酸蓄电池。针对这类电池，通过实验发现，当以0.2的倍率对蓄电池进行恒流放电(如：45Ah的电池，其放电电流应为45×0.2=9A)，放至单只电池电压降到10.5V时中止，而后以0.2的倍率对蓄电池进行脉动恒流充电，当电池端电压充至1.2倍额外电压时，把充电电流切换至0.1的倍率持续充电，充至1.2倍电池额外电压时，中止充电。④同样凭借脉宽调制技能和核算机技能，可模仿出接连变化的蓄电池负载，这样对充、放电倍率任意给定，不同电压等级的电池组(如：12V、24V、36V、48V)，可完成蓄电池恒流放电和恒流充电的主动化，并且还能主动测验出蓄电池放出电量和充入电量的值。由于完成了蓄电池充放电和电量计量的主动化，这对人手紧张、检修任务深重的现场，进步了作业效率，节省了人力，缩短了客车整备和检修时刻，具有非常积极的意义。⑤由于对蓄电池充入电量有较为精确的计量，这从技能手段上保证到达上车运用的蓄电池容量需在额外容量的70％以上这一要求，保证了在无沟通电的状况下应急电源设备按规划指标发挥效果。

5）凭借于核算机体系，还可便利的建立应急电源设备的检修档案和运用档案，为车辆段的检修作业完成微机化和网络化打下根底。

四、结语

随着运送商场竞争的日趋激烈，为招引客流，进步铁路客运竞争力，赢得商场，铁路企业改进旅客列车的硬件设备成为铁路企业的一种趋势，空调客车正是在这种状况下诞生并不断被推广应用。