分布式蓄电池化成电源控制系统的设计和应用研究

摘要

本论文研究了一种分布式蓄电池化成充放电智能控制系统的实现方案.所设计的系统结构为:集中进行整流和逆变,分布式控制蓄电池负载恒流充放电.整个系统的实质是进行能量变换,其能量变换关系为AC-DC-DC或DC-DC-AC,通过整流逆变技术和直流变换技术实现电能的双向流动.系统采用模块式设计和网络控制技术,由1个整流逆变单元(三相全控整流器及其控制器)、n路直流变换单元(可控DC-DC变换电路及其控制器)和控制网络组成.各功能模块以微控制器为控制核心,分别对整流逆变电路和双向DC-DC变换环节进行实时控制;控制管理模块通过控制网络对整个充电过程实行智能化管理.本论文介绍了化成充放电系统的工作原理,根据系统的设计要求,并通过方案比较,确定了系统的总体设计方案;然后分别设计了系统的整流和逆变模块、双向直流变换模块和控制管理模块等功能模块;在控制策略的选择上,采用了模糊控制技术进行恒流控制,对控制进程进行了仿真研究;最后对全文的工作进行了总结,并指出了系统的进一步改善和提高之处.

目录

文摘

英文文摘

第1章引言

1.1铅酸蓄电池化成工艺

1.1.1蓄电池的工作原理和特性

1.1.2化成工艺

1.2化成电源与变流技术现状与发展

1.3本论文的主要研究内容

第2章系统的总体设计方案

2.1系统的基本功能和性能指标

2.2系统工作过程分析

2.2.1充放电工艺要求

2.2.2铅酸蓄电池的充放电过程

2.2.3充放电模式

2.3系统总体设计方案

2.3.1设计方案选择

2.3.2多路分布式控制的化成电源

第3章整流逆变模块的设计

3.1整流逆变主电路的设计

3.1.1主电路

3.1.2电器控制线路

3.1.3逆变失败保护电路

3.1.4主回路中元件参数的确定

3.2控制单元的设计

3.2.1控制系统的整体结构

3.2.2微控制器选择

3.2.3电压电流采样电路设计

3.2.4数字触发电路

3.2.5其它接口电路

第4章双向直流变换模块的设计

4.1双向直流变换主电路

4.1.1双向DC-DC电路

4.1.2主电路结构设计

4.1.3主电路参数选择

4.2 PWM控制

4.2.1 PWM DC-DC变换电路

4.2.2 PWM控制的实现

4.3系统的控制策略

4.3.1模糊PID控制技术

4.3.2系统模型的建立及仿真分析

第5章控制管理模块的设计

5.1通讯电路的设计

5.1.1 485通讯接口

5.1.2 CAN通讯接口

5.2系统控制管理功能

5.2.1能量控制

5.2.2系统控制

第6章结论

6.1本论文工作总结

6.2本系统的进一步完善措施

参考文献

致谢

作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文