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开关型智能蓄电池充放电系统的研究

孔庆德  
【摘要】:随着微机普及与应用,应用微机技术实现实时监控已经在机车上许多装置上得到应用。但蓄电池充放电电源现阶段大部分采用相控式低频晶闸管整流电路。该类电源不但动态响应差,而且庞大、笨重、效率低、可靠性差;同时这种电源功率因数较低,而且向电网注入了大量谐波。这样不仅造成了电网的谐波污染,更使电能传输和利用效率降低。针对这些问题,本论文设计了一套功能齐备的开关型智能蓄电池充放电系统。 本文首先对电压型和电流型PWM变流器工作原理进行分析,设计了采用电压型PWM变流器主电路模型的充放电装置。并详细分析了主电路的工作原理,给出了几种坐标系下的数学模型,同时对参数的选择进行了探讨。 其次,论文从控制模型的角度出发,设计以80C196MC作为系统控制核心的控制电路。为实现装置的功能,系统采用了双闭环控制结构,用空间电压矢量方法产生PWM脉冲。并详细的分析其具体实现,给出了算法软件实现过程。 接着,论文对以HL402模块为驱动核心的驱动电路进行了分析。同时阐述了蓄电池电压采样、电流采样以及产生同步脉冲信号的原理,对单节电压采样模块、单节温度采样模块进行了详细说明。 随后,对系统的保护模块进行了分析,并论述了系统的干扰来源,给出了系统采用的抗干扰的一些措施。 最后,设计了一套蓄电池充放电系统样机。通过对控制电路输出波形、主电路波形以及采样电路的实验分析验证了分析结果,阐明了论文的意义。


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