分布式蓄电池化成电源控制系统的设计和应用研究

化成充放电是蓄电池生产过程中的关键工艺之一,其控制过程直接关系到产品的质量。工业上采用电力变换装置,通过变流技术实现化成过程中蓄电池极板的充电和放电控制。 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。系统还可与上位机和其它微控制器进行通讯,实现对蓄电池充放电过程的远程监控。 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。 本文所提出的系统方案具有实时性强和功能完善等特点,通过对直流侧的能量变换控制有效地减少装置对交流电网的谐波污染。本系统在相控式整流逆变系统的基础上增加双向直流变换单元,从而实现对多路蓄电池进行充放电控制,结构简单,经济实用,可广泛应用于蓄电池化成充放电系统中。