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铅酸蓄电池组智能充放电系统的研究
作 者: 徐海辉
导 师: 祝龙记
学 校: 安徽理工大学
专 业: 电力电子与电力传动
关键词: 充放电 CAN总线 PWM变流器 铅酸蓄电池
分类号: TM912.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 129次
引 用: 1次
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内容摘要
铅酸蓄电池以其突出的优点,在国民生产各部门中应用越来越广泛。充电和放电是蓄电池在生产、使用和保养中必不可少的内容。针对蓄电池生产厂家大容量蓄电池组集中充、放电时所遇到的现实问题,如充放电方法落后、充放电系统的自动化程度低、多台充电机彼此独立、充放电时需要工作人员不断巡视、记录和调整各台充电机的工作参数,劳动强度大,容易出差错等,研究了一种高效、节能的蓄电池充放电系统。在研究传统充放电装置优缺点的基础上,研究了一种新型的智能充放电装置,该装置主要由双向PWM变流电路,DSP控制回路和液晶显示电路组成。在分析铅酸蓄电池的工作原理和充放电特性的基础上,采用工作模式和工作参数可灵活设定的智能充放电方法,使蓄电池的充放电过程可以更好地模拟最佳充放电曲线。分析了三相电压型可逆PWM变流器的工作原理,并在此基础上设计了以IPM智能型功率模块为中心的三相PWM变流器。根据实时控制的要求本文采用了数字信号处理器TMS320LF2407编写控制算法,实时控制三相可逆变流器,对可逆变流器进行双向控制。在分析大容量蓄电池集中充放电所遇到的问题基础上,设计了以CAN总线为通讯网络的集散式控制系统。通过将多台充电机组成集散控制网络,实时读取可节点单元的采集数据,了解各充电机的工作状态,提高工作效率。本文最后给出了系统的仿真和PWM变流器的实验波形,仿真和实验结果表明:变流器输出电压稳定,电流纹波小,且实现了输入功率因数接近为1。图[44]表[7]参[30]
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全文目录
摘要 5-6 Abstract 6-11 1 绪论 11-15 1.1 课题背景 11 1.2 蓄电池特性简介 11-12 1.3 常见的几种充电方法 12-13 1.4 常见的充放电装置及存在的问题 13-14 1.5 论文的主要的研究工作 14-15 2 蓄电池组智能充放电控制系统 15-22 2.1 充放电方法的确定 15-18 2.1.1 蓄电池的充电过程 15-17 2.1.2 蓄电池的放电过程 17-18 2.2 充放电控制系统的基本功能及技术要求 18 2.3 主电路的拓扑和分析 18-20 2.4 充放电装置的控制方案 20-22 3 充放电装置主电路的设计 22-40 3.1 双向PWM变流器的工作原理 22-25 3.1.1 PWM双向变流器换流分析 22-23 3.1.2 向PWM变流器向量分析 23-25 3.2 双向变流器控制系统设计 25-35 3.2.1 双向变流器控制策略 25 3.2.2 双向变流器整体控制结构 25-26 3.2.3 固定开关频率PWM电流控制 26-28 3.2.4 电流内环控制 28-29 3.2.5 电流前馈控制 29-31 3.2.6 电压外环控制 31-35 3.3 系统仿真 35-40 4 系统硬件实现 40-52 4.1 系统硬件总体结构 40 4.2 主电路设计 40-44 4.2.1 主功率器件的选用 41 4.2.2 交流侧电感的选择 41-43 4.2.3 直流侧滤波电容的选择 43-44 4.2.4 工频变压器 44 4.3 控制回路设计 44-48 4.3.1 信号采集电路 45-47 4.3.2 键盘和显示电路 47 4.3.3 总线通讯电路 47-48 4.4 辅助电源电路 48-52 4.4.1 UC3844组成的开关电源电路 48-49 4.4.2 电路元件参数的选择 49-52 5 系统软件的设计 52-61 5.1 主程序 52-54 5.2 键盘和液晶显示部分软件 54-55 5.3 CAN总线通信单元软件 55-61 5.3.1 CAN信息包格式说明 55-56 5.3.2 CAN邮箱寄存器 56 5.3.3 CAN控制寄存器 56-57 5.3.4 CAN总线通讯单元程序设计 57-61 6 实验结果及分析 61-65 6.1 实验装置 61 6.2 实验波形 61-65 总结 65-66 参考文献 66-68 致谢 68-69 作者简介 69
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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术(直接发电) > 蓄电池 > 酸性蓄电池
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