HD22010-3結(jié)構(gòu)及接口

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(jiàn)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(kāi)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(lái)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(kāi)關(guān)

撥碼開(kāi)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(kāi)關(guān)

①控制方式選擇撥碼

撥碼開(kāi)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(kāi)關(guān)機(jī)均由監(jiān)控模塊進(jìn)行控制，人工無(wú)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(kāi)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(kāi)，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(jiàn)，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(kāi)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(kāi)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，最右邊一位為最低位。

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(shuō)，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)別各充電模塊的唯一標(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(jiàn)下表。

表一-3 模塊地址撥碼狀態(tài)和地址對(duì)應(yīng)表

例如:地址設(shè)置撥碼處于如圖2-4所示的位置(黑色為撥碼位置)。表示二進(jìn)制1010，從表中可查出十進(jìn)制地址為10。

6)拉手蓋板

模塊拉手隱藏在蓋板后面。將蓋板向下平移，就會(huì)露出模塊拉手。模塊工作時(shí)應(yīng)將拉手蓋板恢復(fù)到圖2-3位置，否則將影響模塊的散熱。

7)風(fēng)扇罩及防塵網(wǎng)

風(fēng)扇罩用于防止外部物件被風(fēng)扇吸入充電模塊中造成模塊損壞。防塵網(wǎng)用于過(guò)濾灰塵以延長(zhǎng)模塊壽命。

3.后面板

HD22010-3充電模塊的后面板主要是輸入輸出一體化插座，如下圖所示。

圖一-1 HD22010-3充電模塊后面板

HD22010-3充電模塊采用輸入輸出一體化插座，可熱插拔，因此模塊安裝維護(hù)極為方便。

一體化插座安裝尺寸和管腳分布如下圖所示。

圖一-2 一體化插座管腳分布

管腳詳細(xì)說(shuō)明見(jiàn)下表。

表一-4 一體化插座管腳說(shuō)明

信號(hào)名稱 引腳號(hào) 信號(hào)定義 特性說(shuō)明

1 V相輸入

交流輸入 2 U相輸入 模塊的交流電源輸入端，輸入方式為三相三線制

3 W相輸入

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4 保護(hù)地PE 為模塊的保護(hù)地引出端，內(nèi)部已經(jīng)和模塊外殼連接

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12 DATA+

弱信號(hào)端，模塊和上級(jí)設(shè)備的通訊接口，為串行異步傳輸模式，通信方式為RS485

15 DATA-

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21 SHARE+

弱信號(hào)端，兩個(gè)或者兩個(gè)以上的模塊輸出并聯(lián)時(shí)，需要將此端并聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)模塊均分負(fù)載功能

24 SHARE-

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26 輸出正極

模塊的直流輸出端，輸出和機(jī)殼之間隔離

29 輸出負(fù)極

以HD22010-3模塊的工作原理框圖如下圖所示。

圖一-1 HD22010-3充電模塊原理圖

HD22010-3充電模塊由三相無(wú)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(wú)源PFC電路由輸入EMI和三相無(wú)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(guò) 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(wú)源PFC之后，DC/DC變換器之前，利用三相無(wú)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(guò)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)。

產(chǎn)品系列見(jiàn)下表。

表一-1 訂貨信息

HD 220 10 - 3

HD -------- 充電模塊

220---------額定輸出電壓220VDC

10----------額定輸出電流10A

3---------版本

1)輸入過(guò)/欠壓保護(hù)

模塊具有輸入過(guò)/欠壓保護(hù)功能。當(dāng)輸入電壓小于313±10Vac或者大于485±10Vac，模塊保護(hù)，無(wú)直流輸出，保護(hù)指示燈(黃色)亮。電壓恢復(fù)到335±10Vac~460±15Vac之間后，模塊自動(dòng)恢復(fù)工作。

2)輸出過(guò)壓保護(hù)

模塊具有輸出過(guò)壓保護(hù)欠壓告警功能。當(dāng)輸出電壓大于325±5Vdc時(shí)，模塊保護(hù)，無(wú)直流輸出，保護(hù)指示燈(黃色)亮。模塊不能自動(dòng)恢復(fù)，必須將模塊斷電后重新上電。

當(dāng)輸出電壓小于198±1Vdc時(shí)，模塊告警，有直流輸出，保護(hù)指示燈(黃色)亮。電壓恢復(fù)后，模塊輸出欠壓告警消失。

3)短路回縮

模塊具有短路回縮功能。當(dāng)模塊輸出短路時(shí)，輸出電流不大于40%額定電流。短路因素排除后，模塊自動(dòng)恢復(fù)正常輸出。

4)缺相保護(hù)

模塊具有缺相保護(hù)功能。當(dāng)輸入缺相時(shí)，模塊限功率，可半載輸出。在輸出電壓為260V時(shí)輸出5A電流。

5)過(guò)溫保護(hù)

模塊的進(jìn)風(fēng)口被堵住或環(huán)境溫度過(guò)高導(dǎo)致模塊內(nèi)部的溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，模塊會(huì)過(guò)溫保護(hù)，模塊面板的保護(hù)指示燈(黃色)亮，模塊無(wú)電壓輸出。當(dāng)異常條件清除、模塊內(nèi)部的溫度恢復(fù)正常后，模塊將自動(dòng)恢復(fù)為正常工作。

6)原邊過(guò)流保護(hù)

異常狀態(tài)下模塊整流側(cè)出現(xiàn)過(guò)流，模塊保護(hù)。模塊不能自動(dòng)恢復(fù)，必須將模塊斷電后重新上電。

1)風(fēng)扇溫度控制

模塊采用溫度和電流聯(lián)合控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)的方式。風(fēng)扇轉(zhuǎn)速分為停轉(zhuǎn)、半轉(zhuǎn)和全轉(zhuǎn)三檔，通過(guò)對(duì)輸出電流和模塊溫度綜合考慮進(jìn)行風(fēng)扇調(diào)速控制。

模塊告警信息以故障代碼的形式在LED上實(shí)時(shí)的閃爍顯示。這時(shí)LED顯示內(nèi)容改為故障代碼，按下顯示切換按鈕后顯示電壓。故障代碼如下表所示。

表一-5 故障代碼顯示含義

模塊可以RS485方式與上位機(jī)通信。將模塊輸出電壓和電流、模塊保護(hù)和告警信息發(fā)送給上位機(jī)，接受并執(zhí)行上位機(jī)下發(fā)的控制命令。見(jiàn)下表。

表一-6 HD22010-3系列充電模塊通信功能

遙信

指標(biāo):將模塊的保護(hù)信號(hào)(交流過(guò)、欠壓，缺相，輸出過(guò)、欠壓，模塊過(guò)溫等信號(hào))和故障信號(hào)傳遞給監(jiān)控單元

搖側(cè)

根據(jù)監(jiān)控單元的命令，調(diào)節(jié)模塊的輸出電壓

根據(jù)監(jiān)控單元的命令，在10%~100%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)充電模塊的輸出電流限流點(diǎn)

備注:

同時(shí)具備手動(dòng)控制功能，可以屏蔽監(jiān)控單元的控制

HD22010-3系列充電模塊環(huán)境要求見(jiàn)下表。

表一-7 HD22010-3充電模塊環(huán)境要求

HD22010-3系列充電模塊輸入特性見(jiàn)下表。

表一-8 HD22010-3充電模塊輸入特性

HD22010-3系列充電模塊輸出特性見(jiàn)下表。

表一-9 HD22010-3系列充電模塊輸出特性

模塊外形尺寸(長(zhǎng)×寬×高):413mm×110mm×257mm

模塊重量:<8kg

5.音響噪音:<55dB

6.絕緣電阻與絕緣強(qiáng)度

1)絕緣電阻

輸入端、輸出端對(duì)外殼之間以及輸入對(duì)輸出之間的絕緣電阻>10MΩ(試驗(yàn)電壓500Vdc)。

2)絕緣強(qiáng)度

輸入端、輸出端短接后，在輸入/輸出端與外殼之間施加50Hz、有效值為2000V的交流電壓1分鐘，無(wú)擊穿或飛弧現(xiàn)象。

HD22010-3系列充電模塊告警及保護(hù)特性見(jiàn)下表。

表一-10 HD22010-3系列充電模塊告警及保護(hù)特性

8.安規(guī)及EMC的標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)

符合CE安全標(biāo)準(zhǔn)，EMC滿足表2-11標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)。

表一-11 安規(guī)及EMC的標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)

9.MBTF>300,000小時(shí)

HD22010-3充電模塊安裝尺寸見(jiàn)下圖。

圖一-1 充電模塊安裝尺寸(單位:mm )

注意 未經(jīng)許可，嚴(yán)禁擅自打開(kāi)模塊外殼。否則，由此造成的設(shè)備損壞以及人身傷害艾默生公司概不負(fù)責(zé)。同時(shí)，由此造成的技術(shù)秘密的泄漏，艾默生公司保留追究相關(guān)法律責(zé)任的權(quán)利。

運(yùn)輸包裝 因模塊在系統(tǒng)上是靠一個(gè)M4的面板螺釘固定以防止模塊滑脫，沒(méi)有與機(jī)柜緊固連接。在運(yùn)輸時(shí)，模塊必須取下，單獨(dú)包裝發(fā)運(yùn)。嚴(yán)禁模塊安裝于機(jī)柜上運(yùn)輸，否則將造成系統(tǒng)機(jī)柜和模塊損壞。

維護(hù) 1.清洗防塵網(wǎng)

HD22010-3充電模塊在灰塵較大的環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間工作后，防塵網(wǎng)內(nèi)會(huì)堆積大量灰塵?；覊m太多會(huì)影響模塊散熱，應(yīng)及時(shí)清洗防塵網(wǎng)。清洗方法如下:

1)取下位于模塊前面板上的格狀風(fēng)扇罩。

2)從取下的格狀風(fēng)扇罩中取出防塵網(wǎng)(注意方向)，用清水洗滌，待干燥后，按原方向裝入風(fēng)扇罩即可。

3)將格狀風(fēng)扇罩裝回到模塊的前面板，復(fù)原。

2.更換風(fēng)扇

模塊風(fēng)扇不需要做特別維護(hù)，損壞后，及時(shí)更換即可。更換方法如下:

1)取下位于模塊前面板上的格狀風(fēng)扇罩(注意風(fēng)扇罩內(nèi)裝有一個(gè)長(zhǎng)方形的防塵網(wǎng))。

2)取下2顆M3*35的風(fēng)扇定位螺釘，取出風(fēng)扇，從拉手底部取出風(fēng)扇轉(zhuǎn)接頭，拔下2芯電源插頭(2顆M4的自攻螺釘用來(lái)固定風(fēng)扇金屬網(wǎng)罩，不用取下)。

3)更換風(fēng)扇。將2芯電源插頭放入拉手底部，安裝M3*35的風(fēng)扇定位螺釘。

4)安裝風(fēng)扇罩，同時(shí)應(yīng)注意防塵網(wǎng)方向，方向錯(cuò)誤時(shí)，風(fēng)扇罩將不能裝入面板。

一.1.3 模塊使用注意事項(xiàng)

模塊均流 均流指的是連接到同一母線上的模塊輸出相同電流以均分負(fù)載。模塊出廠前已經(jīng)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的均流調(diào)試，在模塊工作于自動(dòng)控制方式下，任何模塊設(shè)置為相同輸出電壓時(shí)，不需要作任何均流調(diào)整，模塊也不提供外部調(diào)整的器件。

系統(tǒng)存在控制模塊(采用34、35接線方案)時(shí)，控制模塊和合閘模塊之間只能連接通信電纜，不能連接均流電纜。任何情況下，充電模塊和監(jiān)控模塊之間只連接通信電纜。

如果發(fā)現(xiàn)模塊之間嚴(yán)重不均流，采用下述的排除方法，將故障模塊更換。確認(rèn)模塊是否均流損壞的方法如下:

首先，逐個(gè)模塊檢查均流母線是否連接好，均流線是否連接正確，充電模塊是否在自動(dòng)工作狀態(tài)下。如果都正常，按以下步驟查找故障模塊。

1.徹底斷開(kāi)模塊的均流電纜和通訊電纜，單獨(dú)開(kāi)啟一個(gè)充電模塊。

2.待充電模塊開(kāi)啟以后，給充電模塊加額定負(fù)載1/3~2/3的額定電流。

3.用萬(wàn)用表的直流電壓檔測(cè)量充電模塊的正負(fù)均流母線的之間的電壓，正常情況下應(yīng)為0.6~1.2V左右。

4.逐個(gè)檢查每個(gè)充電模塊在負(fù)載情況下的均流母線電壓，有電壓為正常，如果負(fù)載狀態(tài)下測(cè)量無(wú)此電壓，則充電模塊的均流電路已經(jīng)損壞。

注意 當(dāng)模塊連接到不同母線上(如系統(tǒng)采用34、35接線方式)時(shí)，嚴(yán)禁在控制模塊和合閘模塊之間連接均流線!同時(shí)，嚴(yán)禁將均流線連接到監(jiān)控模塊上!

輸出電壓設(shè)定范圍 模塊在手動(dòng)工作方式下，輸出電壓由面板上的手動(dòng)調(diào)壓按鈕調(diào)節(jié)。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。在自動(dòng)方式下，模塊電壓由監(jiān)控模塊指令控制。

模塊告警現(xiàn)象及處理

模塊常見(jiàn)故障表現(xiàn)有:電源指示燈(綠色)滅、保護(hù)指示燈(黃色)亮、故障指示燈(紅色)亮。同時(shí)數(shù)碼管閃爍，指示故障代碼(電流顯示)。各狀態(tài)所指示常見(jiàn)故障及處理措施見(jiàn)下表。

表一-1 模塊告警及處理措施