专利名称：一种在线蓄电池自动维护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种蓄电池维护装置，尤其涉及对在线蓄电池进行自动维护的装置。
背景技术：
目前宝钢分公司的一些重要生产设备包括各类行车、电气柜、计算机以及消防火灾报警监控设备等都装设有各种蓄电池来作为备用应急电源，生产设备在进行检修、调试等切换时或者突发故障时蓄电池都会投入使用。因此这种蓄电池设备的功能好坏直接影响到生产的运行状态以及人员和设备的安全。由于环境温度、充电方式、老化等因素的影响，蓄电池组可供使用的实际容量往往比其标称容量小得多，为了准确掌握蓄电池的真实容量，消除因蓄电池容量衰减造成后备时间缩短的隐患，必须定期进行放电实验。所以这种蓄电池的维护工作中最重要的一项就是要每隔一段时间对其进行充放电试验，才能保证其容量在规定范围之内。由于这些蓄电池设备都是在线使用的，对其进行维护时操作人员要定时按计划进行，而有时却会因为现场生产条件不允许而延时进行，这样一来由于间隔时间过长错过了最佳维护时间，将对设备性能及寿命造成不利的影响。这一问题一直以来是个无法克服的难题。在线的蓄电池需要进行维护时必须依靠专业人员来进行，先将原来的蓄电池组拆卸后，用同样规格的合格蓄电池组替换，之后再对其进行线下充放电维护。这样的维护作业通常需要操作人员在生产设备上进行拆接线并且拆装搬运蓄电池，充放电试验时还要将电量释放到放电电阻器等设备上转换成热能消耗掉。因此这种作业方式具有相当大的危险性，同时还造成了对电能的浪费。当今国内外生产用蓄电池设备的维护都依靠专业人员进行维护或者事后维护 (即发现蓄电池坏后进行更换)，前者需要大量的人力资源进行此项业务的开展，并存在有一定的安全隐患；而后者仅仅是对已损坏的蓄电池进行更换，不仅对生产设备造成了极大的危害，蓄电池的寿命也会大打折扣，设备的成本投入就会大为增加。尽管以上两种情况的缺点都很明显，目前能很好地平衡两者，取优消缺的方法在国内外都还没有出现。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种在线蓄电池自动维护装置，解决现在蓄电池维护中的维护时间不易掌握，造成蓄电池寿命受影响，而且目前蓄电池的维护作业充满危险性及浪费电能的缺陷。技术方案一种在线蓄电池自动维护装置，包括待维护的蓄电池组，其特征在于所述蓄电池组连接定时单元，所述定时单元设定蓄电池组间隔维护的时间，与电能检测单元和电能回馈单元相连，所述电能回馈单元控制蓄电池组放电，放电端直接连接至电网，所述电能检测单元在启动后对蓄电池组的电压进行检测，并分别与电能回馈单元和充电单元相连接，根据检测结果启动电能回馈单元或充电单元，所述充电单元还分别与电网和待维护的蓄电池组相连接。所述定时单元采用定时控制开关。所述定时控制开关采用KG316T定时控制开关改进而成，改进后电源连接计时器的进口，负载通过接触器带动的单刀开关连接计时器的出口。所述电能检测单元采用电压监视电路，实时监控蓄电池组的工作状态，采用可调电阻在充放电中设置电压上限和下限。所述电能回馈单元采用双级变换电路，即采用DC/DC变换电路控制蓄电池恒流放电，同时将蓄电池电压变换成PWM整流逆变电路所需要的电压，经逆变电路后电能可直接回馈给电网，PWM整流逆变电路产生PWM信号，使实际的放电电流跟踪给定电流，达到恒流放电。有益效果本实用新型采用定时单元设定检测时间，使用电能检测，电能回馈和自动充电能实现无人智能控制对备用的蓄电池组在最好的时间段内完成维护工作，既能节约人力，而且维护更及时，延长蓄电池组的寿命；由于能实时在线维护，能节省大量备件，而且经过电能检测和电能回收，节省大量电能；在安全方面，无人自动维护技术大大提升了安全性能， 减少了人工操作的环节后能有效保障人身和设备的安全，设备的维护时间也不用因为需要跟着生产现场的节奏而有诸多限制。
图1为本实用新型原理框图；图2为本实用新型定时单元采用的KG316T原采用接触器控制电路图；图3为本实用新型定时单元采用的KG316T现修改的采用接触器控制电路图；图4为本实用新型电能检测单元电路图；图5为本实用新型电能回馈单元的DC/DC变换电路图；[0020]图6为本实用新型电能回馈单元的PWM整流逆变电路控制系统结构简图。
具体实施方式下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本实用新型。一种在线蓄电池自动维护装置，包括待维护的蓄电池组，所述蓄电池组连接定时单元，所述定时单元设定蓄电池组间隔维护的时间，与电能检测单元和电能回馈单元相连， 所述电能回馈单元控制蓄电池组放电，放电端直接连接至电网，所述电能检测单元在启动后对蓄电池组的电压进行检测，并分别与电能回馈单元和充电单元相连接，根据检测结果启动电能回馈单元或充电单元，所述充电单元还分别与电网和待维护的蓄电池组相连接。 如附图1所示为本实用新型原理框图。所述定时单元采用定时控制开关，定时控制开关可采用KG316T定时控制开关改进而成，附图2为改进前电路图，附图3为改进后的电路图，将电源连接计时器的进口，负载通过接触器带动的单刀开关连接计时器的出口。所述电能检测单元采用电压监视电路，实时监控蓄电池组的工作状态，采用可调
4电阻在充放电中设置电压上限和下限。如附图4所示，调节Wl可设置电压上限，而调节W2 则可设定电压下限。当蓄电池组电压超出这一设定范围时，YlB输出高电平，发光二极管亮， 振荡发声电路工作，发出鸣叫声，控制继电器Jl闭合，当Jl的常开触点外接交流接触器时， 就可控制充电单元停止对蓄电池组的充电工作(电压高于上限时)或者控制电能回馈单元停止蓄电池组向电网放电(电压低于上限时)转而对其进行充电。所述电能回馈单元采用双级变换电路，即采用DC/DC变换电路控制蓄电池恒流放电，同时将蓄电池电压变换成PWM整流逆变电路所需要的电压，经逆变电路后电能可直接回馈给电网，PWM整流逆变电路产生PWM信号，使实际的放电电流跟踪给定电流，达到恒流放电。附图5中采用全桥移相软开关技术的DC/DC变换电路的作用是控制蓄电池恒流放电， 同时将蓄电池电压变换成PWM整流逆变电路所需要的电压。其控制系统结构简图如图6所示，放电给定电流IdG与实际的放电电流Id相比较后，其误差信号经PI调节器后送入PWM 控制器，再由PWM控制器产生PWM信号，该PWM信号再经驱动电路去控制DC/DC变换电路中的开关器件IGBT，便可使实际的放电电流跟踪给定电流，从而达到恒流放电的目的。该电路既能实现蓄电池恒流放电，又能将蓄电池组释放的能量回馈给电网，并且使流入电网的电流为正弦波，对电网没有谐波干扰。本实用新型装置在现场设备上安装调试时必须要有一定的放置空间，图3中定时单元的常开触点CJ串联接入蓄电池组的一个电极引出线中，再接入图4中同极性输入点， 而继电器Jl的常开触点串联接入蓄电池组和电能回馈单元和充电单元回路中，电能回馈单元和充电单元以并联方式连接，当电压高于设定上限时电能回馈单元工作，相反，当电压低于设定下线时，充电单元投入工作。本实用新型装置在实施应用之后，可节省下大量的电能和备件(原蓄电池组拆卸后需用备用同规格的蓄电池组换上临时代替)费用，例如分公司厂区内生产性蓄电池约有 600多套，共18000多节，此数量还不包括消防火灾报警设备用蓄电池约300套600多节，虽然各类蓄电池容量不尽相同，保守地按照小容量蓄电池每节年耗电0. 8KW，每年充放电试验 12次，电能回馈利用率90%来计算，每年可节约电能在16600KW左右，以每度电费0. 77元计，即可节省下12700余元。而按照5%储备量计算，即可省下约45套备用蓄电池组。本实用新型装置还可以免去专业人员定时到现场将蓄电池拆卸后再维护的工序， 这样就可以省下大量的人力资源。在安全方面，无人自动维护技术也大大提升了安全性能， 减少了人工操作的环节后能有效保障人身和设备的安全，设备的维护时间也不用跟着生产现场的节奏走了，因此具有广泛的社会效益。
权利要求1.一种在线蓄电池自动维护装置，包括待维护的蓄电池组，其特征在于所述蓄电池组连接定时单元，所述定时单元设定蓄电池组间隔维护的时间，与电能检测单元和电能回馈单元相连，所述电能回馈单元控制蓄电池组放电，放电端直接连接至电网，所述电能检测单元在启动后对蓄电池组的电压进行检测，并分别与电能回馈单元和充电单元相连接，根据检测结果启动电能回馈单元或充电单元，所述充电单元还分别与电网和待维护的蓄电池组相连接。
2.如权利要求1所述的在线蓄电池自动维护装置，其特征在于所述定时单元采用定时控制开关。
3.如权利要求2所述的在线蓄电池自动维护装置，其特征在于所述定时控制开关采用KG316T定时控制开关改进而成，改进后电源连接计时器的进口，负载通过接触器带动的单刀开关连接计时器的出口。
4.如权利要求1所述的在线蓄电池自动维护装置，其特征在于所述电能检测单元采用电压监视电路，实时监控蓄电池组的工作状态，采用可调电阻在充放电中设置电压上限和下限。
5.如权利要求1所述的在线蓄电池自动维护装置，其特征在于所述电能回馈单元采用双级变换电路，即采用DC/DC变换电路控制蓄电池恒流放电，同时将蓄电池电压变换成 PWM整流逆变电路所需要的电压，经逆变电路后电能可直接回馈给电网，PWM整流逆变电路产生PWM信号，使实际的放电电流跟踪给定电流，达到恒流放电。
专利摘要本实用新型涉及一种蓄电池维护装置，属于蓄电池产品领域。一种在线蓄电池自动维护装置，包括待维护的蓄电池组，其特征在于所述蓄电池组连接定时单元，所述定时单元设定蓄电池组间隔维护的时间，与电能检测单元和电能回馈单元相连，所述电能回馈单元控制蓄电池组放电，放电端直接连接至电网，所述电能检测单元在启动后对蓄电池组的电压进行检测，并分别与电能回馈单元和充电单元相连接，根据检测结果启动电能回馈单元或充电单元，所述充电单元还分别与电网和待维护的蓄电池组相连接。本实用新型能对备用的蓄电池组在最好的时间段内完成维护工作，既能节约人力物力，还能使维护更及时，延长蓄电池组的寿命。
文档编号H01M10/42GK202172110SQ20112023983
公开日2012年3月21日 申请日期2011年7月8日 优先权日2011年7月8日
发明者孔利明, 朱莉, 蒋海丰, 许慧华, 郑湧 申请人:宝钢发展有限公司