CN109787331A - 一种充电机组合安装工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充电机组合安装工艺,包括了如下的步骤：充电机设备箱体材料的选择，充电机箱体的尺寸的设置，充电机舱室的切割设计，舱室A和舱室C模块的设计，模块零件元器件的准备和选型，BC模块的组装,舱室B的设计，舱室D的设置，舱室E的设置，风机室的设计,风道室的设计,充电机线路的设置，电气接口的设置，主回路设计，控制回路选择,充电机设置记录仪，总装，出风口安装，设置充电机通信功能，充电机进行试验，充电机的运输和存储，运行调试,后期维护，本发明工艺流程设计合理，制作的充电机性能能够全方位提高充电机的性能，满足客户需求，性能符合时速250公里中国标准动车组充电机供货技术条件。

Description

一种充电机组合安装工艺

技术领域

本发明涉及电气设备技术领域，特别是涉及一种充电机组合安装工艺。

背景技术

充电机将车上三相AC380V交流电压转变为DC110V电压，为列车蓄电池充电，并为同时为DC110V母线负载提供电源，充电机一般设置形式为长方体结构，采用充电箱形式。

充电机用于高铁、动车、车辆及用到蓄电池供电的相关设施，是重要的供电设备,充电机通常包括输入电路、全桥逆变电路、输出电路及控制电路等充电电路，涉及到整流桥模块、输入接触器、滤波器、限流电阻、放电电阻、输入滤波电容、IGBT模块、IGBT吸收电容，电压电流传感器、驱动板、主控板、接线端子、高频变压器、输出滤波电感、滤波电容、EMI 滤波器等多个器件，传统充电机结构复杂，组装麻烦，核心技术为AC-DC逆变整流模块，现有的设计主要降低体积、降低列车运行能耗的，没有实现模块化工艺，为此，本发明提供了一种充电机组合安装工艺，工艺流程设计合理，能够满足客户对充电机提出了更高的设计技术要求，具有如下功能：

A）充电机要具有自动识别锂电池和碱性蓄电池的功能；

B）充电机内有要求由90V及83V两级蓄电池欠压保护,当蓄电池欠压时，会自动切断DC110V母线负载，充电机接收不到蓄电池温度数据时，用蓄电池保护电压进行充电；

C）充电机具有数据记录、转储、下载、软件分析等功能，记录存储充电机运行状态、故障、充电过程数据等数据,并且分析充电机运行状态、故障、充电过程数据、充电状态切换等；

D）充电机采用恒压、限流、浮充电的充电方式,在供电中断恢复后，充电机具有自动投入正常运行状态的功能,充电机可在额定工况负载中断时，并无损坏，充电机具有输入过压、输入欠压、输出短路、功率元件故障、接触器故障、过热等保护功能；E）充电机具有对蓄电池的充电管理功能，并具有根据蓄电池充电特性曲线进行可编程输出的能力，采用镍镉电池时，充电机具有温度补偿功能，可根据蓄电池的温度对充电电压、充电限流值进行补偿；

F）充电机具有通信功能，可实现与整车网络进行信息互换，噪声应符合整车规定的要求，充电机非通风空间的防护等级不低于中IP54的要求,绝缘和耐压性能满足海拔 2000m使用要求 ,工作环境温度： -40℃~+40℃；存放温度： -40℃~+70℃。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种充电机组合安装工艺，能够实现充电机模块化组装生产，所述的充电机如图1所示，包括：列车充电机本体，列车充电机本体整体采用长方体结构，在列车充电机本体外层设置了壳体，壳体采用合金钢材料制作，整体采用焊接制作，在列车充电机本体两端分别设置了进风口和出风口，在进风口上设置了进风口滤网，在壳体内设置了舱室A、舱室B、舱室C、舱室D、舱室E，并在壳体内连接设置了风机室和风道室，

其中，舱室A和舱室C结构完全相同，舱室A和舱室C为AC-DC逆变整流模块，舱室B内设置了二极管散热器组件、熔断器组件和风机控制组件，舱室D内设置了输入预充电组件，舱室E内设置了电源及输出控制组件。

在充电机本体上设置了控制与通讯接口，并且设置了输电线路，输电线路分别是蓄电池正线、蓄电池负线、 BN1正线、 BN2正线、 BD正线及BN1/BN2/BD负线共2× 6条线路；

如图1所示的充电机，组合安装工艺包括了如下的步骤：

第一步：充电机设备箱体材料的选择,

材料选择合金板材，合金板材通过焊接方式连接为充电机箱体，充电机箱体焊接符合EN 15085:2007要求，箱体、骨架及吊座所使用的板材的材质和厚度应严格执行设计图纸中的规定，箱体和骨架所使用的板材压型后，其厚度减少不得大于原壁厚的6%，同时不得有裂纹、皱折及过烧等缺陷；

第二步：设备箱体材料设置绝缘涂料， 为防止异种金属材料在连接处产生电化学腐蚀,对充电机设备箱体上的异种金属材料零部件的连接部位涂刷绝缘涂料；

第三步：板材焊接，所有焊缝要求成形良好，焊缝及热影响区表面不得有气孔、夹渣、裂纹、弧坑等缺陷，尺寸应符合相应工艺焊接规程的要求，焊后需进行焊接工艺评定，并对焊缝进行ＰＴ探伤；

第四步，检查门的设置，充电机框架配置检查门，检查门自身应具有一定的强度和刚度，在承受设备内外压差、冲击和振动等情况下，检查门不得有变形、开裂、脱落的情况发生；

第五步：充电机箱体的尺寸的设置，充电机体积为2605×1810×598mm，采用长方体结构形式，充电机重量≤665kg；

第六步：充电机舱室的切割设计，充电机分为6个舱室，功率转换模块采用箱体内抽屉式设计，2个BC功率转换模块分别安装在舱室A 与舱室C，舱室B为输出控制组件，舱室D为预充电组件，舱室E为控制电源与输出逻辑控制组件，舱室F为三相电抗器与风机组件；

第七步：在列车充电机本体两端分别设置了进风口和出风口，在进风口上设置了进风口滤网；

第八步：舱室A和舱室C模块的设计，舱室A和舱室C采用长方体的箱体，设置主控板，主控板设置前门铰链，在主控板内部安装了BC模块，通过螺栓把BC模块固定在舱室A和舱室C内；

第九步：舱室A和舱室C模块零件元器件的准备和选型，购买输出电容、输入电容、磁环、吸收电阻、输出吸收电容、绝缘子、电容支柱、输入整流桥、电源板、采样板、电流传感器、电容安装板、隔直电容、高频变压器、高频电感、阻容吸收、高频二极管、IGBT吸收电容、IGBT模块、模块散热器和散热器挡板，其中，IGBT模块选择英飞凌与艾塞思的IGBT与二级管模块，电容选择EPCOS公司的滤波电容，高频变压器和高频电感选择宁夏银利公司的高频变压器、高频电感；

第十步：把第九步的电子元器件安装在模块框架上，组装为BC模块整体；

第十一步：舱室B的设计，在舱室B前端设置了舱室B前门，在舱室B内设置了舱室熔断器组件，舱室输出接线铜排组件，舱室风机控制组件，舱室二极管散热器组件，其中，舱室熔断器组件为蓄电池输出正负熔断器组件，舱室输出接线铜排组件为输出接线铜排组件，舱室风机控制组件为风机控制组件，舱室二极管散热器组件为输出DC110V母线二极管及接触器组件；

第十二步：在舱室B上连接了三个输出防水接头，分别是输出防水接头A，输出防水接头B和输出防水接头C，其中，输出防水接头A为输出50mm的2接线防水接头，输出防水接头B为输出16mm的2接线防水接头，输出防水接头C为输出95mm的2接线防水接头；

第十三步：舱室B熔断器组件电气元件的选择和安装，

舱室B熔断器组件包括熔断器组件固定板，熔断器组件固定板为长方体结构，熔断器组件固定板为蓄电池输出熔断器组件固定板，在熔断器组件固定板上设置了电流传感器，电流传感器的个数为2个，电流传感器为蓄电池输出充放电电流传感器，在熔断器组件固定板上还设置了绝缘子和熔断器，绝缘子个数为12个， 熔断器为蓄电池输出熔断器，熔断器个数为4个，并且，在熔断器组件固定板上设置了熔断器进线铜排A、熔断器进线铜排B和熔断器进线铜排C；

第十四步：舱室B风机控制组件的安装，

风机控制组件用于控制风机室的风机，包括风机控制组件安装板,风机控制组件安装板为长方体结构，在风机控制组件安装板上设置了上下两个拉手，并且，在风机控制组件安装板上设置了接触器，断路器，和接线端子排，其中，接触器为风机高低速控制接触器，断路器为风机高低速输入电源断路器，并且，在风机控制组件安装板上设置了防水接头，防水接头采用圆柱体结构；

第十五步：舱室B二极管散热器组件的安装，

二极管散热器组件包括二极管散热器固定板，在二极管散热器固定板上设置了散热片，二极管散热器连接了二极管散热器翅片风道板，

二极管散热器固定板上设置了两个二极管A和二极管B，其中二极管A为DC110V直流母线输出二极管，二极管B为BD输出二极管。并且，在二极管散热器固定板上设置了四个接触器，其中两个为BN1输出接触器，两个为BN2输出接触器。在二极管散热器固定板上还分别设置了内部连接铜排A、内部连接铜排B和内部连接铜排C；

第十六步：舱室D的设置，舱室D包括舱室D舱室门,在舱室D舱门内设置了舱室D预充电电路组件，

所述的预充电电路组件，包括预充电电路组件安装板，预充电电路组件安装板采用长方体结构，在预充电电路组件上通过螺钉固定了2个磁环固定板，在磁环固定板上设置了磁环，磁环为3相电源输入滤波磁环，而且在预充电电路组件安装板上设置了两个电阻A和电阻B，其中电阻A为充电机预充电限流电阻，电阻B为主接触器线圈限流电阻，并设置了两个接触器，分别是接触器A和接触器B，接触器A为预充电接触器，接触器B为主接触器，接触器A和接触器B选择西门子与沙尔特保公司的交直流接触器；

第十七步：舱室E的设置，舱室E内设置了电源及输出控制组件，舱室E为长方体结构，设置了舱室E舱室门，在舱室门内设置了电源及输出控制组件，并在电源及输出控制组件上设置了穿线板，穿线板为三相电抗器进出线穿墙板，在穿线板上连接了航空插头A和航空插头B，其中，航空插头A为圆形连接器，用于控制、信号线连接，航空插头B为矩形连接体，用于通讯线连接,

舱室E电源及输出控制组件，包括舱室E侧板器件安装板,在安装板上设置了接线端子，并设置了电源控制断路器，并在控制组件上连接了电源变压器，电源变压器输入AC380V转AC80V变压器，提供内部控制电源用，而且，在电源控制断路器上连接了逻辑控制板，该逻辑板控制BN1接触器动作逻辑，在舱室E电源及输出控制组件的最外侧设置了电源转换板，电源转换板输入AC80V转DC110V控制电源；

第十八步：风机室的设计

所述的风机室内设置了散热风机，散热风机两端分别设置了风机室箱体门封板和风机进风口封板；

第十九步：风道室的设计

所述的风道室为中空通道结构，在风道室设置了2个3相电抗器；

第二十步：充电机线路的设置，设置了6条输电线路，输电线路分别是蓄电池正线、蓄电池负线、 BN1正线、 BN2正线、 BD正线及BN1/BN2/BD负线共2× 6条线路，列车充电机本体本体通过数据线连接了司机室，在司机室上设置了控制面板，控制面板上设置了启动按钮和停机按钮，司机室可以控制充电机内部输出DC110V母线（BN1/BN2）的接触器，来切断DC110V母线上的负载，充电机内有要求由90V及83V两级蓄电池欠压保护，当蓄电池欠压时，会自动切断DC110V母线负载；

第二十一步：电气接口的设置，

电气接口主要包括三相输入、直流输出、 DC110V 控制、传感、通信， 其中，双组充电机中的两个充电机单元直流输出相互独立，三相输入、直流输出采用柜内螺栓压接、箱体格兰头紧固形式；

第二十二步：主回路设计，如图7所示，

充电机主要由整流器环节、中间直流回路环节、逆变环节、预充电环节及控制单元组成，主回路采用全桥逆变电路为核心进行设计,

AC380V输入经过三相电感器滤波，再经过预充电电路，进入三相整流桥进行整流，整流后有直流支撑电容滤波，再送给全桥逆变电路。逆变桥一端通过隔直电容再连接高频变压器。高频变压器输出经过高频二极管进行全波整流。

高频二极管整流桥输出后由高频电感与电容组成LC滤波电路，进行滤波。最后经过二极管及接触器进行输出负载控制；

第二十三步：控制回路选择

功率转换模块主控板，选用单片机STM32F407芯片，主控板上由单片机、电压电流检测电路、温度传感器检测电路、驱动电路、接触器控制与反馈电路、通讯电路组成，电路设计均量采用成熟电路。

驱动板选用Concept公司对应的IGBT驱动板， 内部传感器选用LEM公司的电压、电流传感器， 电源板设计，AC380V通过三相变压器转换AC80V，电源板将AC80V整流为DC110V。同时将外部DC110V电源，与内部AC380V转变的DC110V电源并联输出供电，电源转换板：电源转换板将DC110V转换为±15V，5V等电压等级的电源，提供给主控板；

第二十四步：充电机设置记录仪，记录仪具有数据记录、转储、下载、软件分析等功能，记录存储充电机运行状态、故障、充电过程数据等数据，数据记录周期不大于1s，数据存储时间不少于30天，故障数据存储不少于1000条；

第二十五步：设置两级欠压保护

充电机具有蓄电池两级欠压保护功能，第一级欠压保护阈值为95V，第二级欠压保护阈值83V；当蓄电池欠压至触发第一级欠压时，可通过列车端给入高电平信号旁路蓄电池第一级欠压保护，此时只有第二级欠压保护有效；撤销列车端给入的高电平信号后，蓄电池第一级欠压保护功能恢复；

第二十六部：总装，为了保证功率模块在装配过程中不受损坏，功率模块必须装在平整的散热器上，并且在功率模块与散热器间均匀涂上导热硅脂，以利于功率模块的散热，在固定功率模块时，四个镙钉必须均匀受力；

第二十七步： 出风口安装，出风口安装孔为φ7的孔，采用M6的螺栓固定在箱体上，紧固件都应有足够的强度，设备上各部件紧固后不能有颤动、松动的情况；

第二十八步：设置充电机具有通信功能，实现与整车网络进行信息互换，在充电机上设置了控制和通讯接口，并设置了2个箱体连接器，分别是圆形插座和矩形插座，与车上的司机室连接器对应；

第二十九步：充电机进行如下试验，

缘电阻试验，介电试验，启动和重新启动试验，保护和测量设备的试验，性能试验，动态特性试验，供电短时中断试验，安全性要求检查，温升试验，功率损耗测定，噪声测量，防护等级试验，低温试验，高温试验，交变湿热试验， 电磁兼容试验，冲击和振动试验和吊座无损探伤检查；

第三十步：充电机的运输和存储，

充电机的运输必须在不损坏箱体任何部分的基础上进行，对于通过火车或卡车进行的较长距离的运输，每个充电机应该装入木箱中，充电机必须装载在平坦，干燥及铺平的表面上，充电机箱体应有塑料袋尽量防水防尘的保护，储存温度处于-25°C至 +70°C的范围之内，箱体不可以相互堆叠放置或装载有物体，当存放充电机箱时，不许使其因温度、湿度或灰尘而遭受损坏；

第三十一步：箱体实验，在运行充电机之前，对箱体进行如下的试验，完成组装的箱体的控制，松弛件或工具，对箱体的检查，检查箱体在车辆上的正确安装，所有前盖安装牢固，与电源要做完全的接地和等电位连接，检查电源线插入箱体的正确性，检查输入电压处于允许的范围；

第三十二步：运行调试

在车辆调试的环境中通过列车控制来进行充电机的调试，充电机在3AC 380V下启动，接通充电机的所有功能并进行检查，检查风机的通风方向是否正确，应向内部吹风，从列车显示屏上查看充电机上传的数据，充电机的输出电压、电流、内部的参数信息是否正常；

第三十三条，后期维护，进行预防性维护和更正性维护。

本发明的有益效果是：本发明一种充电机组合安装工艺，工艺流程设计合理，制作的充电机性能能够全方位提高充电机的性能，满足客户需求，性能符合时速250公里中国标准动车组充电机供货技术条件。

附图说明

图1是本发明一种充电机组合安装工艺的充电机整体结构示意图；

图2是本发明一种充电机组合安装工艺的舱室B的熔断器组件结构示意图；

图3是本发明一种充电机组合安装工艺的舱室B的风机控制组件结构示意图；

图4是本发明一种充电机组合安装工艺的舱室B的二极管散热器组件结构示意图；

图5是本发明一种充电机组合安装工艺的舱室D的预充电电路组件结构示意图；

图6为本发明一种充电机组合安装工艺的舱室E电源及输出控制组件结构图；

图7本发明一种充电机组合安装工艺的主回路；

附图中各部件的标记如下：

1为进风口，2为出风口，3为舱室A，4为舱室B，5为舱室C，6为舱室D，7为舱室E，8为风机室，9为风道室；

3_1熔断器组件固定板，3_2电流传感器，3_3绝缘子，3_4熔断器进线铜排A，3_5熔断器进线铜排B，3_6熔断器进线铜排C，3_7蓄电池输出熔断器；

5_1为风机控制组件安装板，5_2接触器，5_3断路器，5_4 接线端子排，5_5防水接头；

6_1内部连接铜排A，6_2内部连接铜排B，6_3 内部连接铜排C，6_4接触器，6_5二极管A，6_6 二极管B，6_7二极管散热器，6_8二极管散热器风道板；

8_1为预充电电路组件安装板，8_2磁环固定板，8_3磁环，8_4 充电机预充电限流电阻，8_5主接触器线圈限流电阻，8_6预充电接触器，8_7主接触器；

10_1舱室E安装板，10_2 接线端子，10_3 断路器，10_4电源变压器，10_5逻辑控制板，10_6电源转换板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1到图7，本发明实施例包括：

如图1所示的充电机，组合安装工艺包括了如下的步骤：

第一步：充电机设备箱体材料的选择,

材料选择合金板材，合金板材通过焊接方式连接为充电机箱体，充电机箱体焊接符合EN 15085:2007要求，箱体、骨架及吊座所使用的板材的材质和厚度应严格执行设计图纸中的规定，箱体和骨架所使用的板材压型后，其厚度减少不得大于原壁厚的6%，同时不得有裂纹、皱折及过烧等缺陷；

第二步：设备箱体材料设置绝缘涂料， 为防止异种金属材料在连接处产生电化学腐蚀,对充电机设备箱体上的异种金属材料零部件的连接部位涂刷绝缘涂料；

第三步：板材焊接，所有焊缝要求成形良好，焊缝及热影响区表面不得有气孔、夹渣、裂纹、弧坑等缺陷，尺寸应符合相应工艺焊接规程的要求，焊后需进行焊接工艺评定，并对焊缝进行ＰＴ探伤；

第四步，检查门的设置，充电机框架配置检查门，检查门自身应具有一定的强度和刚度，在承受设备内外压差、冲击和振动等情况下，检查门不得有变形、开裂、脱落的情况发生；

第五步：充电机箱体的尺寸的设置，充电机体积为2605×1810×598mm，采用长方体结构形式，充电机重量≤665kg；

第六步：充电机舱室的切割设计，充电机分为6个舱室，功率转换模块采用箱体内抽屉式设计，2个BC功率转换模块分别安装在舱室A 与舱室C，舱室B为输出控制组件，舱室D为预充电组件，舱室E为控制电源与输出逻辑控制组件，舱室F为三相电抗器与风机组件；

第七步：在列车充电机本体两端分别设置了进风口和出风口，在进风口上设置了进风口滤网；

第八步：舱室A和舱室C模块的设计， 舱室A和舱室C采用长方体的箱体，设置主控板，主控板设置前门铰链，在主控板内部安装了BC模块，通过螺栓把BC模块固定在舱室A和舱室C内；

第九步：舱室A和舱室C模块零件元器件的准备和选型，购买输出电容、输入电容、磁环、吸收电阻、输出吸收电容、绝缘子、电容支柱、输入整流桥、电源板、采样板、电流传感器、电容安装板、隔直电容、高频变压器、高频电感、阻容吸收、高频二极管、IGBT吸收电容、IGBT模块、模块散热器和散热器挡板，其中，IGBT模块选择英飞凌与艾塞思的IGBT与二级管模块，电容选择EPCOS公司的滤波电容，高频变压器和高频电感选择宁夏银利公司的高频变压器、高频电感；

第十步：把第九步的电子元器件安装在模块框架上，组装为BC模块整体；

第十一步：舱室B的设计，在舱室B前端设置了舱室B前门，在舱室B内设置了舱室熔断器组件，舱室输出接线铜排组件，舱室风机控制组件，舱室二极管散热器组件，其中，舱室熔断器组件为蓄电池输出正负熔断器组件，舱室输出接线铜排组件为输出接线铜排组件，舱室风机控制组件为风机控制组件，舱室二极管散热器组件为输出DC110V母线二极管及接触器组件；

第十二步：在舱室B上连接了三个输出防水接头，分别是输出防水接头A，输出防水接头B和输出防水接头C，其中，输出防水接头A为输出50mm的2接线防水接头，输出防水接头B为输出16mm的2接线防水接头，输出防水接头C为输出95mm的2接线防水接头；

第十三步：舱室B熔断器组件电气元件的选择和安装，

舱室B熔断器组件包括熔断器组件固定板，熔断器组件固定板为长方体结构，熔断器组件固定板为蓄电池输出熔断器组件固定板，在熔断器组件固定板上设置了电流传感器，电流传感器的个数为2个，电流传感器为蓄电池输出充放电电流传感器，在熔断器组件固定板上还设置了绝缘子和熔断器，绝缘子个数为12个， 熔断器为蓄电池输出熔断器，熔断器个数为4个，并且，在熔断器组件固定板上设置了熔断器进线铜排A、熔断器进线铜排B和熔断器进线铜排C；

第十四步：舱室B风机控制组件的安装，

风机控制组件用于控制风机室的风机，包括风机控制组件安装板,风机控制组件安装板为长方体结构，在风机控制组件安装板上设置了上下两个拉手，并且，在风机控制组件安装板上设置了接触器，断路器，和接线端子排，其中，接触器为风机高低速控制接触器，断路器为风机高低速输入电源断路器，并且，在风机控制组件安装板上设置了防水接头，防水接头采用圆柱体结构；

第十五步：舱室B二极管散热器组件的安装，

二极管散热器组件包括二极管散热器固定板，在二极管散热器固定板上设置了散热片，二极管散热器连接了二极管散热器翅片风道板，

二极管散热器固定板上设置了两个二极管A和二极管B，其中二极管A为DC110V直流母线输出二极管，二极管B为BD输出二极管。并且，在二极管散热器固定板上设置了四个接触器，其中两个为BN1输出接触器，两个为BN2输出接触器。在二极管散热器固定板上还分别设置了内部连接铜排A、内部连接铜排B和内部连接铜排C；

第十六步：舱室D的设置，舱室D包括舱室D舱室门,在舱室D舱门内设置了舱室D预充电电路组件，

所述的预充电电路组件，包括预充电电路组件安装板，预充电电路组件安装板采用长方体结构，在预充电电路组件上通过螺钉固定了2个磁环固定板，在磁环固定板上设置了磁环，磁环为3相电源输入滤波磁环，而且在预充电电路组件安装板上设置了两个电阻A和电阻B，其中电阻A为充电机预充电限流电阻，电阻B为主接触器线圈限流电阻，并设置了两个接触器，分别是接触器A和接触器B，接触器A为预充电接触器，接触器B为主接触器，接触器A和接触器B选择西门子与沙尔特保公司的交直流接触器；

第十七步：舱室E的设置，舱室E内设置了电源及输出控制组件，舱室E为长方体结构，设置了舱室E舱室门，在舱室门内设置了电源及输出控制组件，并在电源及输出控制组件上设置了穿线板，穿线板为三相电抗器进出线穿墙板，在穿线板上连接了航空插头A和航空插头B，其中，航空插头A为圆形连接器，用于控制、信号线连接，航空插头B为矩形连接体，用于通讯线连接,

舱室E电源及输出控制组件，包括舱室E侧板器件安装板,在安装板上设置了接线端子，并设置了电源控制断路器，并在控制组件上连接了电源变压器，电源变压器输入AC380V转AC80V变压器，提供内部控制电源用，而且，在电源控制断路器上连接了逻辑控制板，该逻辑板控制BN1接触器动作逻辑，在舱室E电源及输出控制组件的最外侧设置了电源转换板，电源转换板输入AC80V转DC110V控制电源；

第十八步：风机室的设计

所述的风机室内设置了散热风机，散热风机两端分别设置了风机室箱体门封板和风机进风口封板；

第十九步：风道室的设计

所述的风道室为中空通道结构，在风道室设置了2个3相电抗器；

第二十步：充电机线路的设置，设置了6条输电线路，输电线路分别是蓄电池正线、蓄电池负线、 BN1正线、 BN2正线、 BD正线及BN1/BN2/BD负线共2× 6条线路，列车充电机本体本体通过数据线连接了司机室，在司机室上设置了控制面板，控制面板上设置了启动按钮和停机按钮，司机室可以控制充电机内部输出DC110V母线（BN1/BN2）的接触器，来切断DC110V母线上的负载，充电机内有要求由90V及83V两级蓄电池欠压保护，当蓄电池欠压时，会自动切断DC110V母线负载；

第二十一步：电气接口的设置，

电气接口主要包括三相输入、直流输出、 DC110V 控制、传感、通信， 其中，双组充电机中的两个充电机单元直流输出相互独立，三相输入、直流输出采用柜内螺栓压接、箱体格兰头紧固形式；

第二十二步：主回路设计，如图7所示，

充电机主要由整流器环节、中间直流回路环节、逆变环节、预充电环节及控制单元组成，主回路采用全桥逆变电路为核心进行设计,

AC380V输入经过三相电感器滤波，再经过预充电电路，进入三相整流桥进行整流，整流后有直流支撑电容滤波，再送给全桥逆变电路。逆变桥一端通过隔直电容再连接高频变压器。高频变压器输出经过高频二极管进行全波整流。

高频二极管整流桥输出后由高频电感与电容组成LC滤波电路，进行滤波。最后经过二极管及接触器进行输出负载控制；

第二十三步：控制回路选择

功率转换模块主控板，选用单片机STM32F407芯片，主控板上由单片机、电压电流检测电路、温度传感器检测电路、驱动电路、接触器控制与反馈电路、通讯电路组成，电路设计均量采用成熟电路。

驱动板选用Concept公司对应的IGBT驱动板， 内部传感器选用LEM公司的电压、电流传感器， 电源板设计，AC380V通过三相变压器转换AC80V，电源板将AC80V整流为DC110V。同时将外部DC110V电源，与内部AC380V转变的DC110V电源并联输出供电，电源转换板：电源转换板将DC110V转换为±15V，5V等电压等级的电源，提供给主控板；

第二十四步：充电机设置记录仪，记录仪具有数据记录、转储、下载、软件分析等功能，记录存储充电机运行状态、故障、充电过程数据等数据，数据记录周期不大于1s，数据存储时间不少于30天，故障数据存储不少于1000条；

第二十五步：设置两级欠压保护

充电机具有蓄电池两级欠压保护功能，第一级欠压保护阈值为95V，第二级欠压保护阈值83V；当蓄电池欠压至触发第一级欠压时，可通过列车端给入高电平信号旁路蓄电池第一级欠压保护，此时只有第二级欠压保护有效；撤销列车端给入的高电平信号后，蓄电池第一级欠压保护功能恢复；

第二十六部：总装，为了保证功率模块在装配过程中不受损坏，功率模块必须装在平整的散热器上，并且在功率模块与散热器间均匀涂上导热硅脂，以利于功率模块的散热，在固定功率模块时，四个镙钉必须均匀受力；

第二十七步： 出风口安装，出风口安装孔为φ7的孔，采用M6的螺栓固定在箱体上，紧固件都应有足够的强度，设备上各部件紧固后不能有颤动、松动的情况；

第二十八步：设置充电机具有通信功能，实现与整车网络进行信息互换，在充电机上设置了控制和通讯接口，并设置了2个箱体连接器，分别是圆形插座和矩形插座，与车上的司机室连接器对应；

第二十九步：充电机进行如下试验，

缘电阻试验，介电试验，启动和重新启动试验，保护和测量设备的试验，性能试验，动态特性试验，供电短时中断试验，安全性要求检查，温升试验，功率损耗测定，噪声测量，防护等级试验，低温试验，高温试验，交变湿热试验， 电磁兼容试验，冲击和振动试验和吊座无损探伤检查；

第三十步：充电机的运输和存储，

充电机的运输必须在不损坏箱体任何部分的基础上进行，对于通过火车或卡车进行的较长距离的运输，每个充电机应该装入木箱中，充电机必须装载在平坦，干燥及铺平的表面上，充电机箱体应有塑料袋尽量防水防尘的保护，储存温度处于-25°C至 +70°C的范围之内，箱体不可以相互堆叠放置或装载有物体，当存放充电机箱时，不许使其因温度、湿度或灰尘而遭受损坏；

第三十一步：箱体实验，在运行充电机之前，对箱体进行如下的试验，完成组装的箱体的控制，松弛件或工具，对箱体的检查，检查箱体在车辆上的正确安装，所有前盖安装牢固，与电源要做完全的接地和等电位连接，检查电源线插入箱体的正确性，检查输入电压处于允许的范围；

第三十二步：运行调试

在车辆调试的环境中通过列车控制来进行充电机的调试，充电机在3AC 380V下启动，接通充电机的所有功能并进行检查，检查风机的通风方向是否正确，应向内部吹风，从列车显示屏上查看充电机上传的数据，充电机的输出电压、电流、内部的参数信息是否正常；

第三十三条，后期维护，进行预防性维护和更正性维护。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种充电机组合安装工艺，其特征在于，包括了如下的步骤：

第一步：充电机设备箱体材料的选择，材料选择合金板材，合金板材通过焊接方式连接为充电机箱体，充电机箱体焊接符合EN 15085:2007要求，箱体、骨架及吊座所使用的板材的材质和厚度应严格执行设计图纸中的规定，箱体和骨架所使用的板材压型后，其厚度减少不得大于原壁厚的6%，同时不得有裂纹；

第二步：设备箱体材料设置绝缘涂料，为防止异种金属材料在连接处产生电化学腐蚀,对充电机设备箱体上的异种金属材料零部件的连接部位涂刷绝缘涂料；

第三步：板材焊接，焊缝要求成形良好，焊缝及热影响区表面不得有气孔、夹渣、裂纹、弧坑缺陷，尺寸应符合相应工艺焊接规程的要求，焊后需进行焊接工艺评定，并对焊缝进行ＰＴ探伤；

第四步，检查门的设置，充电机框架配置检查门，检查门自身应具有一定的强度和刚度；

第五步：充电机箱体的尺寸的设置，充电机体积为2605×1810×598mm，采用长方体结构形式，充电机重量≤665kg；

第六步：充电机舱室的切割设计，充电机分为6个舱室，功率转换模块采用箱体内抽屉式设计，2个BC功率转换模块分别安装在舱室A 与舱室C，舱室B为输出控制组件，舱室D为预充电组件，舱室E为控制电源与输出逻辑控制组件，舱室F为三相电抗器与风机组件；

第七步：在列车充电机本体两端分别设置了进风口和出风口，在进风口上设置了进风口滤网；

第八步：舱室A和舱室C模块的设计， 舱室A和舱室C采用长方体的箱体，设置主控板，主控板设置前门铰链，在主控板内部安装了BC模块，通过螺栓把BC模块固定在舱室A和舱室C内；

第九步：舱室A和舱室C模块零件元器件的准备和选型，准备输出电容、输入电容、磁环、吸收电阻、输出吸收电容、绝缘子、电容支柱、输入整流桥、电源板、采样板、电流传感器、电容安装板、隔直电容、高频变压器、高频电感、阻容吸收、高频二极管、IGBT吸收电容、IGBT模块、模块散热器和散热器挡板，其中，IGBT模块选择英飞凌与艾塞思的IGBT与二级管模块，电容选择EPCOS公司的滤波电容，高频变压器和高频电感选择宁夏银利公司的高频变压器、高频电感；

第十步：把第九步的电子元器件安装在模块框架上，组装为BC模块整体；

第十一步：舱室B的设计，在舱室B前端设置了舱室B前门，在舱室B内设置了舱室熔断器组件，舱室输出接线铜排组件，舱室风机控制组件，舱室二极管散热器组件，其中，舱室熔断器组件为蓄电池输出正负熔断器组件，舱室输出接线铜排组件为输出接线铜排组件，舱室风机控制组件为风机控制组件，舱室二极管散热器组件为输出DC110V母线二极管及接触器组件；

第十二步：在舱室B上连接了三个输出防水接头，分别是输出防水接头A，输出防水接头B和输出防水接头C；

第十三步：舱室B熔断器组件电气元件的选择和安装，

舱室B熔断器组件包括熔断器组件固定板，熔断器组件固定板为长方体结构，熔断器组件固定板为蓄电池输出熔断器组件固定板，在熔断器组件固定板上设置了电流传感器，电流传感器的个数为2个，电流传感器为蓄电池输出充放电电流传感器，在熔断器组件固定板上还设置了绝缘子和熔断器，绝缘子个数为12个，熔断器为蓄电池输出熔断器，熔断器个数为4个，并且，在熔断器组件固定板上设置了熔断器进线铜排A、熔断器进线铜排B和熔断器进线铜排C；

第十四步：舱室B风机控制组件的安装，

风机控制组件用于控制风机室的风机，包括风机控制组件安装板,风机控制组件安装板为长方体结构，在风机控制组件安装板上设置了上下两个拉手，并且，在风机控制组件安装板上设置了接触器，断路器，和接线端子排，其中，接触器为风机高低速控制接触器，断路器为风机高低速输入电源断路器，并且，在风机控制组件安装板上设置了防水接头，防水接头采用圆柱体结构；

第十五步：舱室B二极管散热器组件的安装，

二极管散热器组件包括二极管散热器固定板，在二极管散热器固定板上设置了散热片，二极管散热器连接了二极管散热器翅片风道板，二极管散热器固定板上设置了两个二极管A和二极管B，其中二极管A为DC110V直流母线输出二极管，二极管B为BD输出二极管，在二极管散热器固定板上设置了四个接触器，其中两个为BN1输出接触器，两个为BN2输出接触器,在二极管散热器固定板上还分别设置了内部连接铜排A、内部连接铜排B和内部连接铜排C；

第十六步：舱室D的设置，舱室D包括舱室D舱室门,在舱室D舱门内设置了舱室D预充电电路组件;

第十七步：舱室E的设置，舱室E内设置了电源及输出控制组件，舱室E为长方体结构，设置了舱室E舱室门，在舱室门内设置了电源及输出控制组件，并在电源及输出控制组件上设置了穿线板，穿线板为三相电抗器进出线穿墙板，在穿线板上连接了航空插头A和航空插头B，其中，航空插头A为圆形连接器，用于控制、信号线连接，航空插头B为矩形连接体，用于通讯线连接,舱室E电源及输出控制组件，包括舱室E侧板器件安装板,在安装板上设置了接线端子，并设置了电源控制断路器，并在控制组件上连接了电源变压器，电源变压器输入AC380V转AC80V变压器，提供内部控制电源用，而且，在电源控制断路器上连接了逻辑控制板，该逻辑板控制BN1接触器动作逻辑，在舱室E电源及输出控制组件的最外侧设置了电源转换板，电源转换板输入AC80V转DC110V控制电源；

第十八步：风机室的设计

所述的风机室内设置了散热风机，散热风机两端分别设置了风机室箱体门封板和风机进风口封板；

第十九步：风道室的设计

所述的风道室为中空通道结构，在风道室设置了2个3相电抗器；

第二十步：充电机线路的设置，设置了6条输电线路，输电线路分别是蓄电池正线、蓄电池负线、 BN1正线、 BN2正线、 BD正线及BN1/BN2/BD负线共2× 6条线路，列车充电机本体本体通过数据线连接了司机室，在司机室上设置了控制面板，控制面板上设置了启动按钮和停机按钮，司机室可以控制充电机内部输出DC110V母线（BN1/BN2）的接触器，来切断DC110V母线上的负载，充电机内有要求由90V及83V两级蓄电池欠压保护，当蓄电池欠压时，会自动切断DC110V母线负载；

第二十一步：电气接口的设置，

电气接口主要包括三相输入、直流输出、 DC110V 控制、传感、通信， 其中，双组充电机中的两个充电机单元直流输出相互独立，三相输入、直流输出采用柜内螺栓压接、箱体格兰头紧固形式；

第二十二步：主回路设计，充电机主要由整流器环节、中间直流回路环节、逆变环节、预充电环节及控制单元组成；

第二十三步：控制回路选择

功率转换模块主控板，选用单片机STM32F407芯片，主控板上由单片机、电压电流检测电路、温度传感器检测电路、驱动电路、接触器控制与反馈电路、通讯电路组成，电路设计均量采用成熟电路, 驱动板选用Concept公司对应的IGBT驱动板， 内部传感器选用LEM公司的电压、电流传感器，电源板设计，AC380V通过三相变压器转换AC80V，电源板将AC80V整流为DC110V,同时将外部DC110V电源，与内部AC380V转变的DC110V电源并联输出供电，电源转换板：电源转换板将DC110V转换为±15V，5V等电压等级的电源，提供给主控板；

第二十四步：充电机设置记录仪，记录仪具有数据记录、转储、下载、软件分析等功能，记录存储充电机运行状态、故障、充电过程数据等数据，数据记录周期不大于1s，数据存储时间不少于30天，故障数据存储不少于1000条；

第二十五步：设置两级欠压保护

充电机具有蓄电池两级欠压保护功能，第一级欠压保护阈值为95V，第二级欠压保护阈值83V；当蓄电池欠压至触发第一级欠压时，可通过列车端给入高电平信号旁路蓄电池第一级欠压保护，此时只有第二级欠压保护有效；撤销列车端给入的高电平信号后，蓄电池第一级欠压保护功能恢复；

第二十六部：总装，为了保证功率模块在装配过程中不受损坏，功率模块必须装在平整的散热器上，并且在功率模块与散热器间均匀涂上导热硅脂，以利于功率模块的散热，在固定功率模块时，四个镙钉必须均匀受力；

第二十七步： 出风口安装，出风口安装孔为φ7的孔，采用M6的螺栓固定在箱体上，紧固件都应有足够的强度，设备上各部件紧固后不能有颤动、松动的情况；

第二十八步：设置充电机具有通信功能，实现与整车网络进行信息互换，在充电机上设置了控制和通讯接口，并设置了2个箱体连接器，分别是圆形插座和矩形插座，与车上的司机室连接器对应；

第二十九步：充电机进行如下试验，缘电阻试验，介电试验，启动和重新启动试验，保护和测量设备的试验，性能试验，动态特性试验，供电短时中断试验，安全性要求检查，温升试验，功率损耗测定，噪声测量，防护等级试验，低温试验，高温试验，交变湿热试验，电磁兼容试验，冲击和振动试验和吊座无损探伤检查；

第三十步：充电机的运输和存储，

充电机的运输必须在不损坏箱体任何部分的基础上进行，对于通过火车或卡车进行的较长距离的运输，每个充电机应该装入木箱中，充电机必须装载在平坦，干燥及铺平的表面上，充电机箱体应有塑料袋尽量防水防尘的保护，储存温度处于-25°C至 +70°C的范围之内，箱体不可以相互堆叠放置或装载有物体，当存放充电机箱时，不许使其因温度、湿度或灰尘而遭受损坏；

第三十一步：箱体实验，在运行充电机之前，对箱体进行如下的试验，完成组装的箱体的控制，松弛件或工具，对箱体的检查，检查箱体在车辆上的正确安装，所有前盖安装牢固，与电源要做完全的接地和等电位连接，检查电源线插入箱体的正确性，检查输入电压处于允许的范围；

第三十二步：运行调试

在车辆调试的环境中通过列车控制来进行充电机的调试，充电机在3AC 380V下启动，接通充电机的所有功能并进行检查，检查风机的通风方向是否正确，应向内部吹风，从列车显示屏上查看充电机上传的数据，充电机的输出电压、电流、内部的参数信息是否正常；

第三十三条，后期维护，进行预防性维护和更正性维护。

2.根据权利要求1所述的一种充电机组合安装工艺，其特征在于,所述的第十二步中，输出防水接头A为输出50mm的2接线防水接头，输出防水接头B为输出16mm的2接线防水接头，输出防水接头C为输出95mm的2接线防水接头。

3.根据权利要求1所述的一种充电机组合安装工艺，其特征在于,所述的第十六步中，预充电电路组件包括预充电电路组件安装板，预充电电路组件安装板采用长方体结构，在预充电电路组件上通过螺钉固定了2个磁环固定板，在磁环固定板上设置了磁环，磁环为3相电源输入滤波磁环，而且在预充电电路组件安装板上设置了两个电阻A和电阻B，其中电阻A为充电机预充电限流电阻，电阻B为主接触器线圈限流电阻，并设置了两个接触器，分别是接触器A和接触器B，接触器A为预充电接触器，接触器B为主接触器，接触器A和接触器B选择西门子与沙尔特保公司的交直流接触器。

4.根据权利要求1所述的一种充电机组合安装工艺，其特征在于,所述的第二十二步中，主回路采用全桥逆变电路为核心进行设计,AC380V输入经过三相电感器滤波，再经过预充电电路，进入三相整流桥进行整流，整流后有直流支撑电容滤波，再送给全桥逆变电路,逆变桥一端通过隔直电容再连接高频变压器,高频变压器输出经过高频二极管进行全波整流,高频二极管整流桥输出后由高频电感与电容组成LC滤波电路，进行滤波,最后经过二极管及接触器进行输出负载控制。