hd22010-3
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一.1.1 模塊簡介
hd22010-3系列充電模塊采用自冷和風(fēng)冷相結(jié)合的散熱方式，在輕載時自冷運行，符合電力系統(tǒng)的實際運行情況。
型號說明 `
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
產(chǎn)品系列 產(chǎn)品系列見下表。
表一-1 訂貨信息
名稱
型號
編碼
單位
定購指南
備注
充電模塊
hd22010-3
02130517
pcs
根據(jù)系統(tǒng)要求配置個數(shù)
自然冷/風(fēng)冷結(jié)合防塵設(shè)計
充電模塊
hd11020-3
02130553
pcs
根據(jù)系統(tǒng)要求配置個數(shù)
自然冷/風(fēng)冷結(jié)合防塵設(shè)計
工作原理概述 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充電模塊由三相無源pfc和dc/dc兩個功率部分組成。在兩功率部分之外還有輔助電源以及輸入輸出檢測保護電路。
前級三相無源pfc電路由輸入emi和三相無源pfc組成，用以實現(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中相關(guān)emi、emc標(biāo)準(zhǔn)。
后級的dc/dc變換器由pwm發(fā)生器控制前級pfc輸出的dc電壓、經(jīng)過高頻變壓器輸出后再整流濾波輸出dc電壓等電路組成，用以實現(xiàn)將前級整流電壓轉(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源pfc之后，dc/dc變換器之前，利用三相無源pfc的直流輸出，產(chǎn)生控制電路所需的各路電源。
輸入檢測電路實現(xiàn)輸入過欠壓、缺相等檢測。dc/dc的檢測保護電路包括輸出電壓電流的檢測，散熱器溫度的檢測等，所有這些信號用以dc/dc的控制和保護。
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，閃爍顯示故障代碼。
2）指示燈
模塊面板上有3個指示燈，功能見下表。
表一-2 面板指示燈功能
指示標(biāo)識
正常狀態(tài)
異常狀態(tài)
異常原因
電源指示燈（綠色）
亮
滅
無輸入電壓以至模塊內(nèi)部的輔助電源不工作
保護指示燈（黃色）
滅
亮
直流輸入電壓或輸出電壓超出正常范圍
模塊內(nèi)部過熱
模塊未完全插好
故障指示燈（紅色）
滅
閃爍
風(fēng)扇故障，不轉(zhuǎn)動
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)壓方法以及撥碼開關(guān)的使用
4）手動調(diào)壓按鈕
面板上嵌入的兩個按鍵用來調(diào)整模塊在手動狀態(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。注意只有在手動控制方式下，調(diào)節(jié)此按鍵才起作用。
5）撥碼開關(guān)
撥碼開關(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選擇六位撥碼開關(guān)
①控制方式選擇撥碼
撥碼開關(guān)Zui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控制還是手動控制。撥上為自動控制方式，撥下為手動控制方式，如圖2-4所示。
在自動控制方式下，模塊的輸出電壓、限流點、開關(guān)機均由監(jiān)控模塊進行控制，人工無法進行干預(yù)。如果模塊連接到合閘母線上對電池進行充電，一般應(yīng)設(shè)置為自動控制方式。
在手動控制方式下，模塊的輸出電壓由上述介紹的手動調(diào)壓按鈕進行調(diào)節(jié)。模塊的輸出電壓、限流點和開關(guān)機等均不受監(jiān)控模塊控制，但可以將模塊的運行參數(shù)上報給監(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，此時應(yīng)將模塊設(shè)置為手動狀態(tài)，模塊的輸出電壓由手動調(diào)壓按鈕調(diào)節(jié)，限流點全部放開，為110%。
注意手動調(diào)壓按鈕可使充電模塊輸出電壓Zui高達到286v，因此在系統(tǒng)正常時請勿隨意調(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，充電模塊的輸出在出廠時已整定在浮充電壓值234v上。
②地址識別撥碼
撥碼開關(guān)左邊第二位為廣播地址識別撥碼，用于模塊識別廣播數(shù)據(jù)包。撥到上端時，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，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制數(shù)，每一位撥碼向上撥代表二進制數(shù)0，向下?lián)艽矶M制數(shù)1。四位地址設(shè)置撥碼中Zui左邊一位為Zui高位，Zui右邊一位為Zui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，連接到監(jiān)控模塊的同一個串口上的模塊數(shù)Zui大為16個。當(dāng)系統(tǒng)模塊數(shù)量大于16時，需要將多余模塊獨立分組且從監(jiān)控單元的另一個串行口進行通信連接。
模塊地址是監(jiān)控模塊識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。對于同一個模塊，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制數(shù)，他們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系見下表。
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）。表示二進制1010，從表中可查出十進制地址為10。
6）拉手蓋板
模塊拉手隱藏在蓋板后面。將蓋板向下平移，就會露出模塊拉手。模塊工作時應(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)用于過濾灰塵以延長模塊壽命。
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)說明見下表。
表一-4 一體化插座管腳說明
信號名稱 引腳號 信號定義 特性說明
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
```````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````
4 保護地pe 為模塊的保護地引出端，內(nèi)部已經(jīng)和模塊外殼連接
``````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````
12 data+
弱信號端，模塊和上級設(shè)備的通訊接口，為串行異步傳輸模式，通信方式為rs485
15 data－
`````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````
21 share+
弱信號端，兩個或者兩個以上的模塊輸出并聯(lián)時，需要將此端并聯(lián)，以實現(xiàn)模塊均分負(fù)載功能
24 share－
``````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````
26 輸出正極
模塊的直流輸出端，輸出和機殼之間隔離
29 輸出負(fù)極[1]
2主要功能
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[1]
保護功能

1）輸入過/欠壓保護[1]
模塊具有輸入過/欠壓保護功能。當(dāng)輸入電壓小于313±10vac或者大于485±10vac，模塊保護，無直流輸出，保護指示燈（黃色）亮。電壓恢復(fù)到335±10vac～460±15vac之間后，模塊自動恢復(fù)工作。
報功能警

2）輸出過壓保護[1]
欠壓告警

模塊具有輸出過壓保護欠壓告警功能。當(dāng)輸出電壓大于325±5vdc時，模塊保護，無直流輸出，保護指示燈（黃色）亮。模塊不能自動恢復(fù)，必須將模塊斷電后重新上電。
當(dāng)輸出電壓小于198±1vdc時，模塊告警，有直流輸出，保護指示燈（黃色）亮。電壓恢復(fù)后，模塊輸出欠壓告警消失。
3）短路回縮[1]
模塊具有短路回縮功能。當(dāng)模塊輸出短路時，輸出電流不大于40%額定電流。短路因素排除后，模塊自動恢復(fù)正常輸出。
4）缺相保護[1]
模塊具有缺相保護功能。當(dāng)輸入缺相時，模塊限功率，可半載輸出。在輸出電壓為260v時輸出5a電流。
5）過溫保護[1]
模塊的進風(fēng)口被堵住或環(huán)境溫度過高導(dǎo)致模塊內(nèi)部的溫度超過設(shè)定值時，模塊會過溫保護，模塊面板的保護指示燈（黃色）亮，模塊無電壓輸出。當(dāng)異常條件清除、模塊內(nèi)部的溫度恢復(fù)正常后，模塊將自動恢復(fù)為正常工作。
6）原邊過流保護[1]
異常狀態(tài)下模塊整流側(cè)出現(xiàn)過流，模塊保護。模塊不能自動恢復(fù)，必須將模塊斷電后重新上電。
其它功能

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，通過對輸出電流和模塊溫度綜合考慮進行風(fēng)扇調(diào)速控制。[1]
2）故障顯示

模塊告警信息以故障代碼的形式在led上實時的閃爍顯示。這時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
故障代碼
e31
e32
e33
e34
e35
e36
代碼含義[1]
輸出欠壓
模塊過溫
交流過欠壓
交流缺相
原邊過流
輸出過壓
3）通信功能

模塊可以rs485方式與上位機通信。將模塊輸出電壓和電流、模塊保護和告警信息發(fā)送給上位機，接受并執(zhí)行上位機下發(fā)的控制命令。見下表。
表一-6 hd22010-3系列充電模塊通信功能
遙信
指標(biāo)：將模塊的保護信號（交流過、欠壓，缺相，輸出過、欠壓，模塊過溫等信號）和故障信號傳遞給監(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%～范圍內(nèi)調(diào)節(jié)充電模塊的輸出電流限流點
備注：
同時具備手動控制功能，可以屏蔽監(jiān)控單元的控制[1]
3性能參數(shù)
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[1]
環(huán)境要求

hd22010-3系列充電模塊環(huán)境要求見下表。[1]
表一-7 hd22010-3充電模塊環(huán)境要求
項目
指標(biāo)
工作溫度
－10℃～40℃
儲存溫度
－25℃～55℃
相對濕度
≤95%
大氣壓力
70～106kpa
冷卻方式
自然冷、風(fēng)冷結(jié)合
輸入特性

hd22010-3系列充電模塊輸入特性見下表。
表一-8 hd22010-3充電模塊輸入特性
項目
指標(biāo)
輸入電壓
323v～475v（三相三線制）
輸入電流
≤10a
交流輸入頻率
45hz～65hz
效率
≥92%
輸入功[1]
≥0.94
3輸出特性

hd22010-3系列充電模塊輸出特性見下表。[1]
表一-9 hd22010-3系列充電模塊輸出特性
項目
hd22010-3
hd11020-3
輸出電壓范圍
176v～320v
87v～160v
額定輸出電流
10a
20a
Zui大輸出電流
11a（輸出電壓260v）
22a（輸出電壓130v）
電壓上升時間
3～8秒（軟啟動時間）
輸出恒流范圍
10%～110%
穩(wěn)流精度
≤±0.5%（20%限流測試）
負(fù)載電壓紋波系數(shù)
≤0.1%
穩(wěn)壓精度
≤±0.5%
溫度系數(shù)（1/℃）
≤0.2‰
均流不平衡度
≤±5%（50%～額定負(fù)載）
機械參數(shù)

模塊外形尺寸（長×寬×高）：413mm×110mm×257mm
模塊重量：<8kg
5．音響噪音：<55db
6．絕緣電阻與絕緣強度
1）絕緣電阻
輸入端、輸出端對外殼之間以及輸入對輸出之間的絕緣電阻>10mω（試驗電壓500vdc）。
2）絕緣強度
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，無擊穿或飛弧現(xiàn)象。[1]
告警和保護特性

hd22010-3系列充電模塊告警及保護特性見下表。[1]
表一-10 hd22010-3系列充電模塊告警及保護特性
項目
hd22010-3
hd11020-3
備注
輸出短路回縮
回縮電流≤40%額定電流，可自恢復(fù)
輸出過壓保護
325±5vdc
155±5vdc
保護后無dc輸出，不可恢復(fù)，需要重新上電啟機
輸出欠壓告警
198±1vdc
99±1vdc
保護后有dc輸出，可恢復(fù)
輸入過壓保護點
485±10vac
保護后無dc輸出，可恢復(fù)，恢復(fù)點460±15vac
輸入欠壓保護點
313±10vac
保護后無dc輸出，可恢復(fù)，恢復(fù)點335±10vac
缺相保護
5a/260v
10a/130v
輸出限功率1300w
過溫保護
過溫保護點：80℃，恢復(fù)點60℃
精度：±5℃
風(fēng)扇溫度控制
采用溫度或者溫度和電流聯(lián)合控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)動的方式
溫度控制時，溫度≥55℃時風(fēng)扇轉(zhuǎn)動，溫度≤45℃時風(fēng)扇停轉(zhuǎn)
等級標(biāo)準(zhǔn)

8．[1] 安規(guī)及emc的標(biāo)準(zhǔn)等級[1]
符合ce安全標(biāo)準(zhǔn)，emc滿足表2-11標(biāo)準(zhǔn)等級。
表一-11 安規(guī)及emc的標(biāo)準(zhǔn)等級
序號
項目
標(biāo)準(zhǔn)
標(biāo)準(zhǔn)等級
1
靜電放電抗擾性要求
gb/t 表2
level 3 判據(jù)b
2
振蕩波抗擾性要求
gb/t 表2
level 3 判據(jù)b
3
傳導(dǎo)輻射干擾
en 55022
class a
4
快速瞬變電脈沖群抗擾性要求
gb/t
level 3判據(jù)b
5
浪涌抗擾性要求
gb/t
level 3判據(jù)b
6
由射頻場感應(yīng)引起的傳導(dǎo)騷擾抗擾性要求
gb/t
level 3判據(jù)b
7
工頻磁場抗擾性要求
gb/t
level 4判據(jù)b
8
阻尼振蕩磁場抗擾度
gb/t
level 4判據(jù)b
9
射頻電磁場輻射抗擾度
gb/t
level 3判據(jù)b
10
電壓暫降、短時中斷和電壓漸變抗擾性要求
iec61000-4-11
95% 0.5 period 判據(jù)b
>30% 25 period 判據(jù)b
>90% 250 period 判據(jù)b
9．mbtf>300,000小時
安裝尺寸

hd22010-3充電模塊安裝尺寸見下圖。
圖一-1 充電模塊安裝尺寸（單位：mm ）[1]
4包裝維護
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注意未經(jīng)許可，嚴(yán)禁擅自打開模塊外殼。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，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。
運輸包裝因模塊在系統(tǒng)上是靠一個m4的面板螺釘固定以防止模塊滑脫，沒有與機柜緊固連接。在運輸時，模塊必須取下，單獨包裝發(fā)運。嚴(yán)禁模塊安裝于機柜上運輸，否則將造成系統(tǒng)機柜和模塊損壞。
維護 1．清洗防塵網(wǎng)
hd22010-3充電模塊在灰塵較大的環(huán)境下長時間工作后，防塵網(wǎng)內(nèi)會堆積大量灰塵?；覊m太多會影響模塊散熱，應(yīng)及時清洗防塵網(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，損壞后，及時更換即可。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)裝有一個長方形的防塵網(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，同時應(yīng)注意防塵網(wǎng)方向，方向錯誤時，風(fēng)扇罩將不能裝入面板。
一.1.3 模塊使用注意事項
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)過嚴(yán)格的均流調(diào)試，在模塊工作于自動控制方式下，任何模塊設(shè)置為相同輸出電壓時，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，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．徹底斷開模塊的均流電纜和通訊電纜，單獨開啟一個充電模塊。
2．待充電模塊開啟以后，給充電模塊加額定負(fù)載1/3～2/3的額定電流。
3．用萬用表的直流電壓檔測量充電模塊的正負(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．逐個檢查每個充電模塊在負(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)下測量無此電壓，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，嚴(yán)禁在控制模塊和合閘模塊之間連接均流線！同時，嚴(yán)禁將均流線連接到監(jiān)控模塊上！
輸出電壓設(shè)定范圍模塊在手動工作方式下，輸出電壓由面板上的手動調(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。在自動方式下，模塊電壓由監(jiān)控模塊指令控制。[1]
5故障查看
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模塊告警現(xiàn)象及處理
模塊常見故障表現(xiàn)有：電源指示燈（綠色）滅、保護指示燈（黃色）亮、故障指示燈（紅色）亮。同時數(shù)碼管閃爍，指示故障代碼（電流顯示）。各狀態(tài)所指示常見故障及處理措施見下表。
表一-1 模塊告警及處理措施
異?，F(xiàn)象
異常原因
處理建議
電源指示燈（綠色）滅
輸入交流斷電
檢查輸入是否正常
模塊內(nèi)部故障
返回維修
保護指示燈亮（黃色）
輸出欠壓e31
檢查輸出電壓是否正常
模塊過溫e32
環(huán)境溫度過高。系統(tǒng)熱設(shè)計不合理
交流過欠壓e33
檢查交流輸入電壓是否正常
交流缺相e34
檢查交流輸入電壓是否缺相正常
原邊過流e35
檢查模塊是否過熱，防塵網(wǎng)是否堵塞，拉手蓋板是否復(fù)位
故障指示燈亮（紅色）
輸出過壓e36
斷開交流電，重新上電

本產(chǎn)品的加工定制是是，品牌是Emerson/艾默生，型號是HD22010-3，額定電流是10（A），工作電壓是380（V），外形尺寸是1（mm），適用范圍是111