交流讨论/这个充电机接反保护靠谱吗?

市面上一部分的充电机是没有直流输出端保护的,一部分是采用下图所示的这种过流开关对直流输出端进行保护:

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由于没有使用过这种充电机,不知在接反电瓶正负极时,能否有效保护充电机的整流全桥。

理论上超出额定电流时,立即切断充电回路,按钮弹出,检查无误后手动复位。在过流的一瞬间,所有冲击电流将全部由整流全桥承担,这时全桥的额定功率越大所能承受的冲击电流也就越大。

还请有使用过这种保护类型充电机的网友给个意见,给大家一个参考。

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市面上有许多全自动的具有多种保护功能的充电机,可以择优选用。通常采用电瓶极性检测;输出端极性自动翻转;充电电流监控;充电电压监控;输出端过压过流保护等多种综合保护。

小编工作场地内,各种机械设备几十台,空压机,发电机,振动锤,汽车吊,履带吊,旋挖钻机,挖机,装载机等等。忙乱中,设备操作手自己动手给电瓶充电,然后接反正负极而烧毁充电机的整流全桥。修理时更换了100A的整流全桥,因手头没有合适的过流保护开关,没有添加直流端的过流保护。

小编喜欢DIY,于是本着学习的态度自己设计了一个接反保护理论图,和大家共同讨论一下。

下面是改装制作原理图,此理论并未实际制作使用,请大神们给鉴定一下,是否可行:交流讨论/这个充电机接反保护靠谱吗?

图中KA2为改制后的电机综合保护器,改装后,具有电流检测端子一组,包含电流互感器;电压检测端子一组;DC12V电源输入端子一组;继电器输出端子1组。图中KA2的电压检测应该取自充电机的鳄鱼夹子上。图中上边的三端稳压7812应该加入二极管进行保护。

电动机综合保护器改制后具有多种控制功能,小编曾用保护器改装制作电极式水位自动控制,对讲机远程遥控,过压自动断电等功能。

所需元器件:

三端稳压,LM7812×2

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时间继电器×1

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电动机综合共保护器JD-5×1

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按钮×1

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大电流继电器×1,电路图中的KA1

交流讨论/这个充电机接反保护靠谱吗?小型继电器×1,图中J1

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蜂鸣器×1

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改制:

1时间继电器去掉交流电源部分,改用DC12V。原理图中的JS

2电动机综合保护器去掉交流电源部分,改用DC12V。原理图中的KA2

保护器控制功能参考下图改制:

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2.1去掉电流互感器2TA.3TA.4TA.保留1TA和三级管V1,短路V2和V3。变压器次级线圈引出线穿过电流互感器1TA,三级管V1基极加入精密电位器,方便调节充电机的最小充电电流,低于此电流时保护器内部继电器动作,经时间继电器延时后充电机断电,停止充电。

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2.2KA2的原电流互感器4TA去掉后,二极管D14正极接入充电机输出端的正极,电容C5负极接入充电机输出端的负极。原保护器电流大小调节电位器变成了保护停机电压调整,调节最终充电电压。此检测电压需取自电瓶桩头,可以用线延伸至充电机的鳄鱼夹子上。如果取自充电机内部可能会造成电压取样误差。

2.2.1这里能不能把误差算进去?就是电瓶端电压合适的时候,测量充电机内部电压,以这个电压为设定值。

2.3改装后的KA2电动机综合保护器的功能为:

2.3.1充电电流低于设定值时,触发保护,继电器动作。这里可以设定为充电电流小于2.5A时动作(具体数值可经试验获得)。原机此功能为电机缺相时动作。

2.3.2充电电压高于设定值时,触发保护,继电器动作。这里可以设定为2块电池所适用的保护电压28V。原机此功能为过电流保护动作。

2.3.3充12V电池时需重新设定此电压,否则不能正常工作。可在电压设定电位器上加装刻度盘,经试验校正后标记刻度。或者用2个固定电阻代替可调电位器,使用2选1开关即可。

2.3.4电动机综合保护器JD-5的原本功能简介:

此保护器为AC380V供电,线性电源。采用双时基电路NE556作为主控芯片。具有缺相及过流保护功能,在过载发生时经过延时后继电器动作,在延时过程内过载恢复正常,保护器无动作,此特点是针对电机启动时的5-7倍的启动电流而设计的。

3图中端子3为充电机正极,端子4为负极。

4空载时工作过程描述:

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上图中有些连接点没有画圆点,大神忽略下吧!

4.1如果没有接入电瓶,先接通了交流电源,并按下了启动按钮,此时三端稳压输出12V,大电流继电器KA1,以及改装后的KA2,同时得电工作。

4.2KA1常开触点闭合并自锁,代替按钮供电。充电机输出充电电压。

4.3KA2得电后对充电机的电压及充电电流同时进行检测,此时并没有接入电瓶,空载时的输出电压肯定远远高于设定的停止充电电压28V。电流检测因空载也会远远小于设定值。此时继电器动作,常开触点接通时间继电器JS,经延时3秒后,JS延时断电触点切断交流输入,整机断电后,所有的继电器触点复位,时间继电器常闭触点使变压器交流输入端接通,变压器恢复供电,进入备机状态。

5电池极性反向接入时:如果此时充电机为备机状态,则大电流继电器KA1触点为分断状态,电瓶反向接入无危害;如果此时恰巧按下了启动按钮,KA1可保持吸合3秒钟,输出端子也会保持输出3秒钟,又恰巧在这3秒内反向接入了电瓶,必然会烧毁整流全桥。由此可见3秒延时有点太大了,能不能调整为1秒?

5.1备机时反向接入了电瓶,小型继电器J1;蜂鸣器;信号灯同时得电,发出声光报警,继电器J1得电后切断大电流继电器KA1的线圈回路(此时的KA1原本就无电,触点为分断状态。),即使按下启动按钮也不能使其吸合,避免烧坏整流全桥。

5.2同时J1的另一常闭触点断开变压器交流输入,变压器次级侧无电压,不会影响到各级继电器。

5.2.1断开反向接入的电瓶,声光报警解除。J1复位,变压器交流输入恢复,进入备机状态。

5.3电瓶的反向电压可能会烧毁三端稳压,应该串入二级管进行保护,图中并未插入二级管,待改进。

6电瓶正确接入时:

6.1KA1;KA2同时得电工作,KA1常开触点闭合,如果此时交流输入已经接通,即进行正常充电。KA2将同时检测充电电流及电压。

6.2当电池电压上升至设定电压28V时,或者充电电流小于设定值2.5A时,KA2继电器动作,接通时间继电器JS,延时3秒后切断交流输入,停止充电。此时将由电瓶给KA1;KA2以及时间继电器JS供电,直至人工取下充电端子。

6.3此时更换电瓶,取下3号4号端子时,KA1KA2JS同时断电,大电流继电器KA1常开触点分断,下一个电瓶接入时即使极性接反也不会烧毁整流全桥。时间继电器断电后复位,其常闭触点接通变压器交流输入,进入备机状态。

6.4充电过程中调节充电电流大小,通常采用钮子开关调节变压器的初级线圈抽头,调节瞬间变压器将断电,此时将由电瓶供电,保持大电流继电器KA1的吸合状态,以及KA2的工作状态,此时KA2检测不到充电电流,就会接通时间继电器JS,开始延时,达到3秒后将切断交流输入。钮子开关切换档位时不到1秒即可重新恢复供电,但是KA2电流检测的原机功能是缺相保护,此时必定动作,时间继电器延时后切断交流输入端,只有断开电瓶端才能恢复。

小编在这里请教大神们,有没有解决的办法?还是直接舍弃电流检测这个环节。

7需要给12V电瓶充电时(请参考2.3.3),先调整充电保护电压为14V。当电池电压低至AK1不能吸合时,按下启动按钮,充电机的直流电压就会加至三端稳压7812的电源端,KA1即可吸合。同时因二极管的隔离,按钮回路不会给电瓶充电,保护按钮不会烧毁。

8通常充电机内部空间都比较大,合理安排后,加装这些元器件问题不大。

9请大神们帮忙分析一下,以上理论设计是否存在错误,这个设想的保护原理靠谱吗?

条目2.2.1电压取样可行性是多少?

条目2.3.1电流检测有没有存在的价值?

条目5提及3秒内接入反向极性电瓶时,仍然会烧毁整流全桥,该如何改进?

条目6.4提及的弊端如何改进?与2.3.1是同一个问题。

喜欢成品充电机,怕麻烦的大神请绕路,小编是以DIY学习为目的的。

10如果此保护原理能够正常使用,充电机将具有设定保护电压断电,设定最小终止电流断电,正负极接反保护这3种功能!

11利用大电流继电器常闭触点的保护设计:

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交流讨论/这个充电机接反保护靠谱吗?11.1如果充电机还没接通交流电源,此时没有直流输出。电瓶极性反向接入时,端子4为正极,二极管D6导通,继电器J吸合,其常闭触点J1-1断开,从线路内切除整流全桥,以达到保护目的。图中二极管D5所承受的冲击将大于全桥内的二极管,全桥内为2只二极管串联,压降为1.4V左右。单只整流二极管正向压降为0.7V左右。

11.2如果充电机已经接通交流电源,变压器次级是有直流输出的,此时电瓶极性反向接入,继电器J能否可靠吸合?

11.2.1如果能遵循先接电瓶后接交流电,应该不会出现意外。

11.3或者可以增加一个如下图所示的过流保护开关,选择合适的保护电流,添加在线路5与触点J1-1之间。

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11.3这种接反保护设计可靠吗?能不能有效保护全桥不被烧毁?

12下图采用MOS管做电瓶接反保护,简单可靠。

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12.1采用功率MOS管的保护电路,简单,可靠性高,目前市场已经有100-300A大电流的管子,内阻已经做到豪欧级。此电路只有在充电机鳄鱼夹子端接入正确极性的电压,功率管才会导通,进行充电。电瓶极性反向接入时没有正确的偏置电压功率管呈现高阻状态,保护全桥不被烧毁。

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12.2这个MOS管的保护,取掉电瓶时,是不是也保持输出呢?

13下图所示,采用大电流继电器常开触点进行保护:

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13.1此设计必须先接通电瓶,并且正负极正确时,继电器J吸合,触点J1-1 J1-2分别接通,充电机正常工作。

13.2当充满一组电瓶,更换下一组电瓶时,通常做法都是直接取下鳄鱼夹子,此时继电器是处于吸合自锁状态的,也就是充电机有直流输出,如果电瓶极性反向接入时,保护分断的重任就在过流保护开关上了。