孔庆德[1]2004年在《开关型智能蓄电池充放电系统的研究》文中研究表明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。
解文鹏[2]2017年在《基于双向LLC谐振变换器的电池正负脉冲充电研究》文中研究说明LLC谐振变换器为软开关型电路拓扑,可实现逆变开关管的零电压开通与整流开关管的零电流关断,开关频率可以设计的很高,且变换器能实现高效高功率密度的双向工作。为了提高动力电池充电设备的充电效率及速度,本课题对基于全桥LLC谐振的双向DC-DC变换器进行了研究,重点分析了 LLC谐振拓扑,对脉冲充电方法、模糊充电方法进行了仿真设计和仿真验证。具体从以下方面开展了工作:首先针对提高电动汽车动力电池充电速度的问题,分析了动力电池的快速充电机理并对现有的快速充电方法的优缺点进行研究,对充电过程中不可避免的极化现象进行分析,本文采用正负脉冲充电来去极化;对提高变换器的充电效率问题,针对双向DC-DC拓扑电路并结合谐振拓扑的软开关特性,采用正负脉冲中短暂的放电负脉冲来去极化,提高电源利用率且缩短了总的充电时间;以双向全桥LLC谐振电路作为主电路,提出了以平滑脉冲充电曲线为改进目的的新型双向全桥LLC拓扑结构。另外,分析了双向全桥LLC基本构成网络,建立了稳态数学模型,研究了谐振槽参数变化对变换器增益特性的影响,研究了正负脉冲充电方法的移相控制和电压电流双闭环控制策略。在Simulink仿真环境下,建立双向全桥LLC谐振变换器的仿真模型,进行了开、闭环情况下的正负脉冲充电仿真,验证了改进后拓扑结构能平缓脉冲充电电流,脉冲充电能量可回馈及充电所具有的快速性。考虑到电池离散性和非线性等特点,采用模糊控制,建立了电池模糊充电的Simulink仿真模型,仿真表明了模糊控制相比于传统PI控制的优越性。其次,采用DSP的TMS320F28335芯片作为全桥LLC谐振变换器的主控芯片,进行了数字变换器的设计,计算并选择主电路元器件,设计了控制电路和部分软件的流程。最后利用simulink-DSP联合调制的Real-Time Workspace和CCS配置,在DSP中进行部分程序的调试。
裴学武[3]2012年在《便携式太阳能逆变转换控制器的研制》文中研究说明近年来随着电子技术的不断发展，逆变器的应用日益广泛。并且由于环保能源的广泛使用，太阳能以其取之不尽且无污染的特点成为社会越来越关注的主要能源。将太阳能能源与逆变器技术结合是本文所要讲述的重点。应用模拟电路控制逆变电源的技术已经发展多年，但是它仍存在着诸如电路结构复杂、抗干扰能力弱和调试困难等缺点。随着高性能微处理器的出现，使得逆变电源的数字化控制成为现实。本文通过设计逆变电路将太阳能资源有效的利用到便携式产品中方便人们日常生活使用。文章首先阐述了锂电池的基本概念和充放电特性，随后介绍逆变技术的发展历程和研究现状，同时着重介绍了逆变器的应用前景，提出了本课题的主要研究内容。并为了最大化做到便携式的特点，给人们带来方便又设计DC/DC降压电路来输出5V、12V电压给日常生活电子产品充电。在逆变系统方案选择与设计部分，系统前级直流电升压的部分，首先对推挽电路结构的基本原理进行分析介绍，依此计算出功率开关管、整流二极管及输出滤波器的相关参数并选择合适的器件；接着，分析电路的各个工作状态使之运行高效率。系统后级逆变部分从全桥型DC/AC逆变器拓扑结构和原理特性入手，分析元器件性能来选取各个元器件。最后完成整个逆变电路的设计。在直流降压电路部分，首先对便携式充电器的详细介绍，着重介绍了直流充电器的应用场景和给人们带来的生活方便。随后详细描述降压电路特性，分析各个工作状态的特点。最后介绍直流开关变换器的调制方式，分析各种调制方式的优劣出而决定选择脉冲宽度调节（PWM）方式。
张利国[4]2009年在《铅酸蓄电池蓄电容量测试技术的研究》文中研究指明铅酸蓄电池蓄电容量测试是了解蓄电池正常运行的一个重要组成部分。它能实现对蓄电池的使用寿命和电池容量的实时监测,提高蓄电池的使用的可靠性,提高整个系统的稳定运行。论文综述了蓄电池的一些特性,两类蓄电池的比较(AGM和GFL),分析了蓄电池组的均匀性和蓄电池容量的一致性,给出衡量VRLA蓄电池组的均匀性标准误差σ定义；影响蓄电池电量监测的因素和常用的检测方法。蓄电池参数的检测对蓄电池的整体运行情况来讲十分重要,其主要参数有,单体电池端电压,串联电池总电压,运行时的逆变电压,蓄电池内阻,蓄电池容量等,本文通过电池电压巡检表和内阻检测仪,分别介绍了它们的整个硬件设计过程和软件设计方法,通过实际运行验证的仪表的可靠性和设计的可行性,为从理论上分析蓄电池的性能提供了可靠的数据。为避免采样数值波动引起显示跳动而产生的误差,应用数字惯性滤波法抑制采样数值的波动,即采用单片机软件来模拟阻容低通滤波电路,以消除抖动及高次谐波分量的影响,实现数值稳定。构建了电阻巡检的基础模型,单体电池内阻测量与电压巡检电路的结合与优化。对交流注入法进行方法优化,提出了测量VRLA蓄电池内阻的新颖结构,利用的数字移相技术解决了内阻测量电路中电压与电流相位差测量的技术问题。然后给出具体实施方法和电路解决方案,通过具体实施证明方案设计的可行性。提出了一种利用测量蓄电池内阻来预测蓄电池使用寿命的方法。
申晓波[5]2012年在《电动汽车铅酸蓄电池脉冲充电系统的研究与设计》文中研究说明国家《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》明确指出发展纯电动汽车为新能源汽车的发展方向,这一规划的出台有利于纯电动汽车的发展,将继续挤占燃油汽车市场空间。铅酸蓄电池以其技术成熟、成本低、输出特性好、可大电流充放电、温度范围宽等优点,作为动力电池仍然广泛应用于电动汽车中。目前蓄电池充电技术的发展是制约电动汽车快速发展普及的一个重要因素,同时充电技术的好坏对电动汽车动力电池的充电效率、使用寿命产生直接的影响。电动汽车充电设备作为电动汽车的必备设备,必将随着电动汽车的发展而迅速发展。因此,研究与设计电动汽车铅酸蓄电池的充电技术具有十分重要的理论意义和工程应用价值。本设计以河南省重点科技攻关项目为依托,运用现代高频开关电源技术、PWM脉冲控制技术,围绕电动汽车铅酸蓄电池脉冲充电技术展开研究与设计。本文根据对铅酸蓄电池的电化学特性分析,以及对蓄电池常规充电方法分析的基础上,采用了分阶段脉冲充电控制方法,设计采用全桥变换拓扑电路结构的高频开关电源,给出了蓄电池脉冲充电系统的设计方案。为实现脉冲充电系统的自动充电,提高充电安全可靠性,系统采用Mega16和STC89C51RD+双处理器把充电与控制紧密结合,采用SG2525控制芯片实现脉冲输出控制,IR2110实现功率管驱动,研制了一台试验用脉冲充电样机。最后通过对脉冲充电系统和常规阶段充电系统进行充电比较分析,验证了本文的设计的可行性。
徐文城[6]2013年在《自适应电动自行车充电装置的研究》文中研究指明由于经济发展和社会需要,电动自行车得到了快速的发展,从而成为了主要的代步工具。电动自行车是指以蓄电池作为驱动能源在普通自行车的基础上,安装了电机、控制器、蓄电池、转把、闸把等操纵部件和显示仪表系统的机电一体化的个人交通工具。作为提供动力的蓄电池是电动自行车的主要部件,其寿命影响着电动自行车性能的发挥。目前,市场上电动自行车所使用的蓄电池有多种额定电压型号,采用不同额定电压型号的蓄电池的电动自行车其性能和蓄行里程是不一样的。电动自行车充电器是实现为电动自行车蓄电池充电的装置,它实现了把市电转换为给蓄电池充电的直流电,其设计的好坏直接关系到蓄电池的使用寿命。一般而言,蓄电池不是用坏的而是被充坏的。可见,电动自行车充电装置是电动自行车最关键最重要的部件。本论文正是针对这一关键部件进行了深入的研究,设计了一种自适应电动自行车充电装置,能实现为多种额定电压蓄电池的充电,解决了一种充电器只能对某一种额定电压的蓄电池进行充电的问题。并且根据蓄电池当前状态,设计了优化的充电算法,实现了延长蓄电池使用寿命的目的。本论文在分析现有充电装置发展状况和各种电源变换拓扑结构的基础上,针对自适应电动自行车装置进行了总体方案设计和硬件设计,重点对自适应功能实现的硬件平台进行了设计；在分析了蓄电池的充电原理和充电方法的基础上,设计了自适应充电控制算法,并且进行了编程实现：论文的最后部分进行了软硬件的联合调试,重点是充电装置的自适应部分,能否实现自动识别蓄电池的额定电压并且自动选择充电方式。此外,本文在蓄电池模型的基础上采用PSIM仿真软件验证了自适应充电算法的有效性。实验和仿真表明本论文设计的充电装置已经达到了设计要求,能较好地实现对多种额定电压的蓄电池进行充电且所设计的自适应充电控制算法能减少蓄电池的析气现象,对延长蓄电池使用寿命起到了一定的作用。图50幅,表0个,参考文献39篇。
张萍[7]2016年在《变电站直流系统研究》文中指出变电站的直流系统作为一个重要的能源供给系统,为控制、信号、继电保护、自动装置及事故照明等提供可靠的直流电源,同时为操作提供可靠的操作电源。直流系统是变电站安全运行的保证,对变电站的安全运行起着至关重要的作用。本文对内蒙古呼和浩特供电局清水河变电站直流系统存在的诸多缺陷与问题进行了分析。根据清水河变电站的特点及站内所带的直流负荷选定蓄电池的容量以及组数,确定了变电站直流充电装置及直流馈线装置的选型方案。根据直流系统所带负荷,确定采用建立一个临时的简易直流系统,利用建立的简易系统将直流屏现有直流负荷进行转接,从而实现直流系统改造过程中既不中断对直流负载的供电,同时又保证了变电站直流系统的安全稳定运行。本文对直流电源系统监控装置的功能、软硬件构成及功能配置进行了设计。研制开发了直流电源监控装置,使得变电站直流系统的维护工作量大幅度减少,直流电源的可靠性和供电质量有了很大程度的提高。本文还对清水河220kV变电站新直流系统的现场运行数据进行了大量的收集,通过与标准数据、图形进行对比,说明改造后的新直流系统运行稳定,达到了直流系统改造预期的效果。
王虎成[8]2011年在《双轴独立自动太阳跟踪控制系统的设计》文中指出太阳能作为一种新型清洁能源,受到了世界各国的广泛重视。现阶段影响太阳能普及的主要原因是太阳能电池的成本较高而光电转化效率却较低。因此,如何提高太阳能利用效率是太阳能行业发展的关键问题。在国内,大多数太阳能电池阵列都是固定安装的,无法保证太阳光实时垂直照射,导致太阳能资源不能得到充分利用。自动太阳跟踪控制系统在跟踪太阳旋转的情况下可接收到更多的太阳辐射能量,从而提高太阳能电池板的输出功率,该技术在各种太阳跟踪装置中可以广泛应用。本文首先分析和研究了太阳能电池基本工作原理,在此基础上对自动太阳跟踪控制系统的运行方案进行设计。本系统选取AT89S52型单片机作为核心处理芯片,以智能型铅酸蓄电池充电控制芯片UC3906为基础设计太阳能充电控制器；同时利用自制太阳位置光电传感器,以85BYGH450A型步进电机作为执行器件,设计出具有自动跟踪太阳位置功能的独立光伏发电系统。整个系统不需要任何外部电源供电,完全依靠自身太阳能电池板发电供电。在光线充足的天气条件下,系统保证太阳能电池自动跟踪太阳旋转并始终保持太阳光垂直照射在太阳能电池的表面,以提高太阳能电池的发电效率。在阴雨天或夜间等光线不足的条件下步进电机停止工作,系统停止跟踪太阳转动,以降低能耗。试验表明,与固定安装模式相比,带有自动太阳跟踪控制的光伏系统的效率能够提高30%左右。
何淼[9]2011年在《48V风光互补独立电源系统研究与开发》文中提出随着社会的不断进步,人类对能源的需求越来越大。目前所使用的能源,绝大部分是依靠煤、石油、天然气等非可再生资源所得,其储量有限,并且在燃烧过程中产生大量的温室气体,带来一系列的环境问题。风能、太阳能等可再生能源清洁,无污染,分布广泛,用之不竭,能够在很大程度上解决人类能源不足以及环境问题,与此同时,还能解决一些偏离电网覆盖的片源山区、孤岛上的用电问题。由于风能、太阳能具有得天独厚的优势,利用风能、太阳能发电得到了各国政府的青睐与大力发展。风能主要随季节变化,而且具有间歇性瞬时变化的特征;太阳能不但受制于季节变化,而且只能在白天使用。因此,纯太阳能或风能发电系统不够稳定,可靠性不高,这也制约着人类对风能、太阳能的利用。风能、太阳能在时间和季节上都有很强的互补性:白天太阳光照好、风小,而晚上无光照、风较强;夏季太阳光照强度大而风小,冬季太阳光照强度弱而风大。这种互补性使风/光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性。这一特性可以使独立的太阳能和风能结合起来组成风光互补发电系统,提高供电系统的稳定性以及可靠性。本文的主要工作是研制48V风光互补独立电源系统。文章将介绍48V风光互补独立电源系统的组成以及各组成部分的特性、功能等。本文以研制48V风光互补独立电源系统为目标,着重于48V风光互补智能控制器的研制和最大功率跟踪策略的研究,主要工作包括一下方面:(1)完成48V风光互补智能控制器系统结构设计。48V风光互补智能控制器包括硬件和软件两大部分组成,均采用了模块化思想。其中硬件电路划分为风机充电模块、太阳能充电模块、负载控制模块、核心控制模块、电源模块五大功能模块,这不但使设计者明确了各个部分设计目的,更降低了系统的设计难度,节省了开发周期。同样系统的软件部分划分为风力发电机检测模块、太阳能板检测模块、蓄电池电压监测模块、拨码开关状态检测模块、负载控制模块、卸荷模块以及状态显示模块七大功能模块,降低软件的复杂性,使软件设计,测试,调试,维护等工作变得简单。(2)完成48V风光互补智能控制器软硬件电路设计。在硬件电路中,DC/DC变换电路采用双管正激电路,该电路开关管电压应力低,特别适用于中、大功率场合。本文中采用频率为50KHZ的PWM信号,使得变压器和电感的体积很小,实现了48V风光互补智能控制器的小型化。(3)完成48V风光互补智能控制器最大跟踪控制策略设计。太阳能电池板输出功率具有非线性特性,其输出电压、电流受光照强度、温度和电路负载特性等因素影响,为了提高太阳能电池板的利用效率,需要对其最大功率点进行跟踪(MPPT)。本文分析了目前比较流行的最大功率点跟踪方法,并以“扰动法”为基础,提出了一种自学习MPPT控制方法。该方法利用一天中温度和光照强度变化的规律性,自学习最大功率点电压变化趋势,使得每次扰动具有方向性,减小了扰动次数,缩短了跟踪时间。
熊铠[10]2017年在《220kV变电站站用电源系统改进设计与运维》文中进行了进一步梳理变电站站用电源系统是保障变电站可靠、安全运行的一个重要辅助设施,主要由站用交流电源系统、直流电源系统和交流不间断电源系统叁大部分组成。目前站用电系统基础管理体系下,变电站的生产运行中仍然存在一系列相关问题。目前的常规站站用电源系统设计不能及时发现相关设备缺陷情况和有效检验设备的真实健康水平,并缺少节能降耗具体管理和技术措施,同时系统本身也由于在设计上存在诸多问题而具有缺陷。本文根据220k V变电站的设计、建造情况,并对目前电力行业标准和国内电网公司关于站用电系统的设计基本原则进行总结归纳,立足于河源地区供电负荷情况,通过比较各种站用变压器、站用电源系统的接线方式的优缺点,提出一套适合220k V变电站站用电源系统的设计方案。本文针对站用电系统的常见故障及安全隐患进行了分析,进行了对应的优化设计。在站用变电源系统中引入了小型光伏电网系统,设计思路光伏发电系统是通过单晶硅太阳能板获取光能,在DSP28335和STM32的控制下,使太阳能板能够实现太阳能光线自动跟踪的功能,达到最大功率点输出、尽可能获取更多能量的目的,并对光伏板输出电压的波形、幅值、频率进行处理,使电能质量达到并网要求。在直流电源系统上采用了并联蓄电池设计,通过将蓄电池组形成多组12V的单元,配置了AC/DC、DC/DC升压,CPU智能控制单元,达到了直流系统运维情况下,不影响整套运行,故障检测及排除快,电压质量及输出性能达到电网要求,提高了蓄电池的利用率,符合节能绿色的发展思路。同时对站用电系统改进后的日常维护注意事项、常见故障及安全隐患的排查及处理方法进行了详细的说明,提出一套完备的安全运维方案及进行效益分析。引入了光伏发电系统,充分利用分布式发电技术所带来的效益,引入了电池并联技术,实现了直流系统的不间断N-1运行,能够有效提高变电站用电系统的安全性与经济性。确保站用电系统的安全稳定运行。
参考文献：
[1]. 开关型智能蓄电池充放电系统的研究[D]. 孔庆德. 西南交通大学. 2004
[2]. 基于双向LLC谐振变换器的电池正负脉冲充电研究[D]. 解文鹏. 西安理工大学. 2017
[3]. 便携式太阳能逆变转换控制器的研制[D]. 裴学武. 青岛科技大学. 2012
[4]. 铅酸蓄电池蓄电容量测试技术的研究[D]. 张利国. 大庆石油学院. 2009
[5]. 电动汽车铅酸蓄电池脉冲充电系统的研究与设计[D]. 申晓波. 郑州大学. 2012
[6]. 自适应电动自行车充电装置的研究[D]. 徐文城. 北京交通大学. 2013
[7]. 变电站直流系统研究[D]. 张萍. 天津大学. 2016
[8]. 双轴独立自动太阳跟踪控制系统的设计[D]. 王虎成. 大连理工大学. 2011
[9]. 48V风光互补独立电源系统研究与开发[D]. 何淼. 中国科学技术大学. 2011
[10]. 220kV变电站站用电源系统改进设计与运维[D]. 熊铠. 广东工业大学. 2017
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