绿色环保直流充电机张华敏l，戴永清2（l.上海工程技术大学，上海200336；2.宁波供电局，浙江宁波3l5000）摘要：介绍了一种具有绿色环保概念的直流充电机的新型充电方法———阶梯充电法的工作原理，该方法具有可靠性高、简单实用、无容量限制、不含谐波分量、对电网不产生电磁污染等特点。该直流充电机具有很好的应用前景。关键词：充电机；谐波分量；阶梯恒压限流充电法中图分类号：TM9l0.6文献标识码：B文章编号：l003-4897（2002）09-0055-03图l新型直流充电机原理框图Fig.lPrincipeOfnewDCchargerl引言直流操作电源（直流屏、柜）设备是发电厂和变电站的二次电源，应用于断路器分合闸及二次回路的仪器仪表、继电保护、控制、应急灯照明等。作为配电系统操作用途的直流操作电源，正确地操作执行机构并保证电池始终满容量工作是对它的基本要求，而直流充电机是直流操作电源设备的核心部分。随着社会对环保意识的提高，直流操作电源的绿色化已越来越被提到日常工作中，根据国家机械委新颁布的行业标准“JB/T5777.42000电力系统直流电源设备通用技术条件及安全要求”中明确规定的电磁兼容要求，所以对电磁兼容的要求将成为国家规定强制检测项目。电源系统的绿色化在直流操作电源中主要包含以下几层含义：（l）这些电源设备不能对电网产生污染。事实上，许多功率电子设备，往往会向电网注入严重的高次谐波电流，使总功率因数下降，电网电压耦合许多毛刺尖峰，甚至出现缺角和畸变，从而形成对电网的污染，使在电力行业上使用的微机型设备和继电保护设备产生误动作；（2）这些电源设备在维持电池满容量运行的基础上，不能缩短电池本身的工作寿命；（3）这些电源设备不能对周围环境产生电磁干扰，从而影响电力电源设备周围的工作人员健康和电子设备的正常运行。绿色环保直流充电机是一种新概念的直流充电机。它的特点是：在工作过程中，通过调整交流电压的幅值，维持交流回路的电压波形完整，不含谐波分量，对电网不产生电磁污染；整流电路采用十二相?波整流，在直流输出回路上，不需添加任何电流电抗器和大容量电容器，充电机的输出电流就可达几千安培，加上为本充电机配置的新型充电方法!!阶梯恒压限流充电法，所以本充电机具有可靠性高、简单实用、无容量限制、无污染等特点。55第30卷第9期2002年9月l5日继电器RELAYVO.30NO.9Sep.l5，"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""20022新型直流充电机原理图l是本充电机的原理框图。从原理框图中可以看出，在浮充电的工作方式中，交流回路由三相补偿变压器与三相整流变压器串联组成，三相电压调整器用来调整三相补偿变压器上的电压值和电压方向，三相整流变压器的输出分!、"二组输出线圈，!、"二组输出电压相等，然后形成对称的十二相整流，输出高品质的直流电压；在充电的工作方式中，三相补偿变压器与三相整流变压器的"组输出线圈串联，然后与三相整流变压器的输出分!组输出线圈形成不对称的十二相整流，输出为次高品质的直流电压。从上述的分析可知，充电器的电压是通过三相电压调整实现的，三相补偿变压器与三相电压调整器完成电压和功率的配比功能，对交流电压只改变其幅值和方向，所以在交流回路中是一个波形完整的电压量。在浮充电的工作方式中，直流电压是通过对称的十二相整流获得，所以纹波系数很小；而在充电的工作方式中，直流电压是通过不对称的十二相整流获得，所以纹波系数稍大一些。从整个工作原理中可以看出，由于不存在高频开关信号、缺角和畸变等因素，所以对电网电压耦合就不会产生高次谐波和毛刺尖峰，从而不会对电网产生污染和对周围环境产生电磁干扰。在此电源中，主电路全部采用可靠性很高和耐冲击的元器件，并巧妙利用了三相补偿变压器与三相整流变压器的功率相互补充，所以主电路具有高可靠性、高效率、高性能、简单实用、操作维护简单方便和绿色环保等特点。本电源的控制部分采用自动和手动双重冗余，提高了整个充电机的可靠性。自动部分采用了高可靠性的可编程序控制器PLC，人机界面采用工控机的液晶触摸屏，中文显示，具有良好的人机对话界面，设置参数的功能齐全，操作方便，使用简单。充电机的就地操作都通过触摸屏进行。利用可编程