大功率全數(shù)字化開(kāi)關(guān)充電機(jī)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、鉛酸蓄電池具有可循環(huán)再充電的特性，并具有成本低廉、使用安全、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，在目前的工礦企業(yè)、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)中的需求正日益擴(kuò)大，功率等級(jí)越來(lái)越大。但是傳統(tǒng)晶閘管相控整流的鉛酸蓄電池充電技術(shù)具有充電時(shí)間長(zhǎng)、鉛酸蓄電池壽命低等多種缺陷，遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)和生活的需要，為此需要采用現(xiàn)代電力電子變換技術(shù)和控制技術(shù)，設(shè)計(jì)功能齊全和性能良好的充電機(jī)，適應(yīng)節(jié)能與環(huán)保的時(shí)代主題。鑒于此，開(kāi)展了以下針對(duì)煤礦蓄電池牽引運(yùn)輸工具為應(yīng)用對(duì)象的充電機(jī)技術(shù)的研究工作

2、：對(duì)鉛酸蓄電池的應(yīng)用前景、充電機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀與不足進(jìn)行了詳細(xì)的總結(jié)和分析，確立采用PWM變換器技術(shù)、具有全數(shù)字化、在線監(jiān)測(cè)功能的新型開(kāi)關(guān)模式大功率充電機(jī)的研究目標(biāo)；開(kāi)關(guān)充電機(jī)的理論分析。分析了中間高頻鏈路的DC-DC變換器的工作原理，采用PID控制理論來(lái)穩(wěn)定直流電壓，設(shè)計(jì)了有關(guān)PWM控制策略，并進(jìn)行了基于MATLAB/SIMULINK的仿真分析；開(kāi)關(guān)充電機(jī)的硬件設(shè)計(jì)。包括功率電路、控制電路以及人機(jī)界面與串行通訊電路在內(nèi)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，功率電路

3、主要包括整流電路、高頻變壓器、輸出濾波電抗器等，控制電路主要包括PWM發(fā)生電路、IGBT驅(qū)動(dòng)電路、I~2C總線電路等，在考慮成本、EMC、效率等因素后完成了相關(guān)的原理圖繪制和PCB繪制等工作；開(kāi)關(guān)充電機(jī)的軟件設(shè)計(jì)。包括軟件設(shè)計(jì)的目標(biāo)和程序結(jié)構(gòu)的安排，主要功能模塊包括增量式PID控制子程序、Modbus通訊的子程序、數(shù)據(jù)采集及處理子程序、充電工藝控制子程序、人機(jī)交互子程序、故障處理子程序等，采用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言混合編程的方法完成了整個(gè)程序

4、的編制和調(diào)試等工作；開(kāi)關(guān)充電機(jī)的系統(tǒng)調(diào)試。在硬件電路完成設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，逐漸編制相應(yīng)的控制程序，并進(jìn)行調(diào)試，并完成整個(gè)程序的編制和調(diào)試。系統(tǒng)調(diào)試中遇到了很多問(wèn)題，如鍵盤消除抖動(dòng)問(wèn)題、PID控制參數(shù)匹配問(wèn)題等，最終完成了30kW全數(shù)字化具有在線監(jiān)測(cè)功能的新型開(kāi)關(guān)模式大功率充電器樣機(jī)，并在有關(guān)煤礦進(jìn)行了實(shí)測(cè)和運(yùn)行，效果良好，達(dá)到設(shè)計(jì)的目的；開(kāi)關(guān)充電機(jī)的輸入功率因數(shù)改善設(shè)計(jì)。鑒于開(kāi)關(guān)充電機(jī)的功率較大，在分析現(xiàn)有三相變換器功率因數(shù)校正的各種方法