HAWKER霍克叉車蓄電池48V-5PZS575AH

HAWKER霍克叉車蓄電池48V-5PZS575AH
基于DSP的蓄電池充放電裝置研究

1 引言
　　在蓄電池生產(chǎn)過程中，為了產(chǎn)品質(zhì)量，常需對成品蓄電池進(jìn)行幾次充放電處理。傳統(tǒng)充放電設(shè)備通常采用晶閘管作為整流逆變功率器件。裝置比較復(fù)雜，交流輸進(jìn)、輸出的功率因數(shù)較低。對電網(wǎng)的諧波污染也比較大。為此，設(shè)計了一種三相SPWM整流逆變蓄電池充放電裝置。它采用IGBT作為功率變換器件。交流側(cè)以精密鎖相的正弦波電流實現(xiàn)電能變換?？色@接近于1的功率因數(shù)，實現(xiàn)對蓄電池的充放電處理，明顯降低了對電網(wǎng)的諧波污染，滿足了綠色環(huán)保和節(jié)能的設(shè)計要求。
2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理
　　圖1示出設(shè)計的蓄電池生產(chǎn)用充放電控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)[1]。該系統(tǒng)從原理上可劃分為SPWM雙向逆變和DC／DC變換充放電兩個子系統(tǒng)。前者，在蓄電池充電時，通過三相PFC升壓控制實現(xiàn)AC／DC變換。將交流電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換成蓄電池充電所需的直流電壓；在蓄電池放電時，通過三相PFC恒壓逆變控制實現(xiàn)DC／AC變換，將蓄電池開釋的能量回饋電網(wǎng)。后者，完成逆變直流電能與蓄電池電能的轉(zhuǎn)換，以蓄電池充放電過程中所要求的電流、電壓和時間的控制。各子系統(tǒng)采用單的DSP治理，DSP部分以模板化直插結(jié)構(gòu)直接插進(jìn)工控機的主板，工控機承擔(dān)整個系統(tǒng)的監(jiān)控治理。系統(tǒng)由1個逆變子系統(tǒng)和n個(實驗樣機設(shè)計為15個)充放電子系統(tǒng)組成。系統(tǒng)工作時，可通過工控機編組，使后路蓄電池工作于充電狀態(tài)；n-k路工作于放電狀態(tài)，這樣蓄電池能量就可直接在系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行交換，從而明顯進(jìn)步了節(jié)能效果。圖2示出三相SPWM雙向逆變電路采用的典型電壓型結(jié)構(gòu)主電路[2]。
蓄電池生產(chǎn)用充放電控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　　三相反饋電流iuf，ivf，iwf用于跟蹤由DSP產(chǎn)生的電流給定信號，從而控制直流端電壓Ud的穩(wěn)定；Ud的反饋電壓Ut的值經(jīng)DSP采樣后通過電壓調(diào)節(jié)得到作用于電流內(nèi)環(huán)的電流給定值。
　　圖3示出單相PWM整流電路的相量圖[2]。固然該系統(tǒng)采用的是三相PWM整流電路．但其工作原理與單相電路相似，只是從單相擴展到三相。對電路進(jìn)行SPWM控制，在橋的交流輸進(jìn)端A，B，C可得到三相橋臂的SPWM電壓uiu，uiv，uiw。對其各相按圖3的相量圖進(jìn)行控制，就可使各相電流iu，iv，iw為正弦波。且與電壓同相位，功率因數(shù)近似為1。
單相PWM整流電路的相量圖

　　由此可知，控制uiu的大小和相位δ即可控制電流的大小和流向，從而控制功率的大小和方向。通過對Ud的恒壓控制，實現(xiàn)逆變器的功率流向，從而實現(xiàn)能量的自動雙向活動。