一種能量回饋式母線充放電機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種能量回饋式母線充放電機(jī)控制系統(tǒng)，包括充放電主控制器、面板控制器、IGBT模塊母線電壓、BUCK和BOOST電路、第一赫爾電流傳感器、第二赫爾電流傳感器、第一赫爾電壓傳感器、第二赫爾電壓傳感器、整流逆變控制器、整流逆變變壓器、CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)中位機(jī)、上位機(jī)控制系統(tǒng)、巡檢儀檢測(cè)系統(tǒng)和電池負(fù)載。本發(fā)明還公開(kāi)了一種基于所述控制系統(tǒng)的具體控制方法。本發(fā)明采用DQ矢量控制算法，控制三相IGBT全橋功率因素接近為1，諧波低于5%，效率高于90%，同時(shí)使用可靠性高的CAN通訊方式，實(shí)時(shí)的電壓巡檢系統(tǒng)的應(yīng)用，減少了人工成本和可靠性，使設(shè)備自動(dòng)化程度大大提高，同時(shí)也提高了設(shè)備的利用率，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗。
【專利說(shuō)明】一種能量回饋式母線充放電機(jī)控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開(kāi)了一種能量回饋式母線充放電機(jī)控制系統(tǒng)，涉及鉛酸蓄電池內(nèi)化成【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]充放電機(jī)可廣泛用于各類蓄電池化成、極板化成、快速脈沖化成充放電，并可通過(guò)對(duì)單體電池電壓、溫度的檢測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各類蓄電池進(jìn)行容量自動(dòng)分類篩選及配組，是一種專門針對(duì)鉛酸蓄電池化成研制的高效節(jié)能生產(chǎn)設(shè)備。充放電機(jī)廣泛應(yīng)用于各類蓄電池化成、極板化成、快速脈沖化成充放電等。目前，市場(chǎng)上的鉛酸蓄電池化成普遍采用可控硅的比較多，可控硅的充放電機(jī)由于功率因素低、諧波大、效率低等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種能量回饋式母線充放電機(jī)控制系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案:
一種能量回饋式母線充放電機(jī)控制系統(tǒng)，包括充放電主控制器、面板控制器、IGBT模塊母線電壓、BUCK和BOOST電路、第一赫爾電流傳感器、第二赫爾電流傳感器、第一赫爾電壓傳感器、第二赫爾電壓傳感器、整流逆變控制器、整流逆變變壓器、CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)中位機(jī)、上位機(jī)控制系統(tǒng)、巡檢儀檢測(cè)系統(tǒng)和電池負(fù)載，其中，所述面板控制器的輸出端接充放電主控制器的第一輸入端，充放電主控制器的輸出端接IGBT模塊母線電壓的第一輸入端,IGBT模塊母線電壓的第一輸出端經(jīng)過(guò)BUCK和BOOST電路接入第一赫爾電流傳感器的輸入端，第一赫爾電流傳感器的輸出端接充放電主控制器的第二輸入端，IGBT模塊母線電壓的第二輸出端經(jīng)過(guò)BUCK和BOOST電路接入第一赫爾電壓傳感器的輸入端，第一赫爾電壓傳感器的輸出端接充放電主控制器的第三輸入端，IGBT模塊母線電壓的第二輸出端還經(jīng)過(guò)BUCK和BOOST電路與電池負(fù)載相連接；整流逆變控制器的第一輸出端和IGBT模塊母線電壓的第二輸入端相連，整流逆變控制器的第二輸出端和整流逆變變壓器的輸入端相連，整流逆變變壓器的第一輸出端經(jīng)過(guò)第二赫爾電流傳感器與整流逆變控制器的第一輸入端相連，整流逆變變壓器的第二輸出端經(jīng)過(guò)第二赫爾電壓傳感器與整流逆變控制器的第二輸入端相連；充放電主控制器還通過(guò)CAN總線與CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)中位機(jī)連接，CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)中位機(jī)的第一輸出端和上位機(jī)控制系統(tǒng)的輸入端相連接，CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)中位機(jī)的第二輸出端經(jīng)過(guò)巡檢儀檢測(cè)系統(tǒng)與電池負(fù)載相連接。
[0005]本發(fā)明還公開(kāi)了一種基于所述的能量回饋式母線充放電機(jī)控制系統(tǒng)的控制方法，具體步驟如下:
步驟一:整流逆變控制器根據(jù)檢測(cè)得到的母線電壓確定工作于整流狀態(tài)或者是逆變狀態(tài)，通過(guò)赫爾電流傳感器和赫爾電壓傳感器的采樣反饋，采用DQ矢量控制算法輸出SPWM波控制IGBT模塊母線電壓，使整流狀態(tài)或逆變狀態(tài)均工作在限定的最大功率條件下，功率因素趨近于I;
步驟二:通過(guò)面板控制器設(shè)定工藝參數(shù)，并將工藝參數(shù)發(fā)送至充放電主控制器；
步驟三:根據(jù)步驟二設(shè)置的工藝參數(shù)，在充放電過(guò)程中由赫爾電流傳感器采集電流信號(hào)，由赫爾電壓傳感器采集電壓信號(hào)，充放電主控制器進(jìn)行PI運(yùn)算后輸出PWM波控制IGBT的導(dǎo)通脈寬，進(jìn)而控制BUCK和BOOST電路的電流；
步驟四:將根據(jù)設(shè)置的工藝參數(shù)而得到的工藝程序與充放電主控板的實(shí)際工作程序進(jìn)行周期性的比較；
步驟五:存儲(chǔ)采集到的過(guò)程數(shù)據(jù)，并將過(guò)程數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機(jī)控制系統(tǒng)；
步驟六:當(dāng)電腦系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障時(shí)，使用CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)中位機(jī)將過(guò)程數(shù)據(jù)保存；
步驟七:將過(guò)程數(shù)據(jù)列成表單，進(jìn)行編號(hào)，并打印輸出。
[0006]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:本發(fā)明采用DQ矢量控制算法，控制三相IGBT全橋功率因素接近為1，諧波低于5%，效率高于90%，同時(shí)使用可靠性高的CAN通訊方式，實(shí)時(shí)的電壓巡檢系統(tǒng)的應(yīng)用，減少了人工成本和可靠性，使設(shè)備自動(dòng)化程度大大提高，同時(shí)也提高了設(shè)備的利用率，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是本發(fā)明公開(kāi)的一種能量回饋式母線充放電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，
其中:1充放電主控制器、2面板控制器、3IGBT模塊母線電壓、4BUCK和BOOST電路、5第
一赫爾電流傳感器、6第一赫爾電壓傳感器、7整流逆變控制器、8整流逆變變壓器、9第二赫爾電流傳感器、10第二赫爾電壓傳感器、IICAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)中位機(jī)、12上位機(jī)控制系統(tǒng)、13巡檢儀檢測(cè)系統(tǒng)、14電池負(fù)載。
[0008]圖2是本發(fā)明所公開(kāi)的一種能量回饋式母線充放電機(jī)控制系統(tǒng)的工作流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:
本發(fā)明公開(kāi)的一種能量回饋式母線充放電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括充放電主控制器、面板控制器、IGBT模塊母線電壓、BUCK和BOOST電路、第一赫爾電流傳感器、第二赫爾電流傳感器、第一赫爾電壓傳感器、第二赫爾電壓傳感器、整流逆變控制器、整流逆變變壓器、CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)中位機(jī)、上位機(jī)控制系統(tǒng)、巡檢儀檢測(cè)系統(tǒng)和電池負(fù)載，其中，所述面板控制器的輸出端接充放電主控制器的第一輸入端，充放電主控制器的輸出端接IGBT模塊母線電壓的第一輸入端，IGBT模塊母線電壓的第一輸出端經(jīng)過(guò)BUCK和BOOST電路接入第一赫爾電流傳感器的輸入端，第一赫爾電流傳感器的輸出端接充放電主控制器的第二輸入端，IGBT模塊母線電壓的第二輸出端經(jīng)過(guò)BUCK和BOOST電路接入第一赫爾電壓傳感器的輸入端，第一赫爾電壓傳感器的輸出端接充放電主控制器的第三輸入端，IGBT模塊母線電壓的第二輸出端還經(jīng)過(guò)BUCK和BOOST電路與電池負(fù)載相連接；整流逆變控制器的第一輸出端和IGBT模塊母線電壓的第二輸入端相連，整流逆變控制器的第二輸出端和整流逆變變壓器的輸入端相連，整流逆變變壓器的第一輸出端經(jīng)過(guò)第二赫爾電流傳感器與整流逆變控制器的第一輸入端相連，整流逆變變壓器的第二輸出端經(jīng)過(guò)第二赫爾電壓傳感器與整流逆變控制器的第二輸入端相連；充放電主控制器還通過(guò)CAN總線與CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)中位機(jī)連接，CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)中位機(jī)的第一輸出端和上位機(jī)控制系統(tǒng)的輸入端相連接，CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)中位機(jī)的第二輸出端經(jīng)過(guò)巡檢儀檢測(cè)系統(tǒng)與電池負(fù)載相連接。
[0010]本發(fā)明所公開(kāi)的一種能量回饋式母線充放電機(jī)控制系統(tǒng)的工作流程示意圖如圖2所示，具體步驟如下:
步驟一:整流逆變控制器根據(jù)檢測(cè)得到的母線電壓確定工作于整流狀態(tài)或者是逆變狀態(tài)，通過(guò)赫爾電流傳感器和赫爾電壓傳感器的采樣反饋，采用DQ矢量控制算法輸出SPWM波控制IGBT模塊母線電壓，使整流狀態(tài)或逆變狀態(tài)均工作在限定的最大功率條件下，功率因素趨近于I ;
步驟二:通過(guò)面板控制器設(shè)定工藝參數(shù)，并將工藝參數(shù)發(fā)送至充放電主控制器；
步驟三:根據(jù)步驟二設(shè)置的工藝參數(shù)，在充放電過(guò)程中由赫爾電流傳感器采集電流信號(hào)，由赫爾電壓傳感器采集電壓信號(hào)，充放電主控制器進(jìn)行PI運(yùn)算后輸出PWM波控制IGBT的導(dǎo)通脈寬，進(jìn)而控制BUCK和BOOST電路的電流；
步驟四:將根據(jù)設(shè)置的工藝參數(shù)而得到的工藝程序與充放電主控板的實(shí)際工作程序進(jìn)行周期性的比較；
步驟五:存儲(chǔ)采集到的過(guò)程數(shù)據(jù)，并將過(guò)程數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機(jī)控制系統(tǒng)；
步驟六:當(dāng)電腦系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障時(shí)，使用CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)中位機(jī)將過(guò)程數(shù)據(jù)保存；
步驟七:將過(guò)程數(shù)據(jù)列成表單，進(jìn)行編號(hào)，并打印輸出。
[0011]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種能量回饋式母線充放電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于:包括充放電主控制器、面板控制器、IGBT模塊母線電壓、BUCK和BOOST電路、第一赫爾電流傳感器、第二赫爾電流傳感器、第一赫爾電壓傳感器、第二赫爾電壓傳感器、整流逆變控制器、整流逆變變壓器、CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)中位機(jī)、上位機(jī)控制系統(tǒng)、巡檢儀檢測(cè)系統(tǒng)和電池負(fù)載，其中， 所述面板控制器的輸出端接充放電主控制器的第一輸入端，充放電主控制器的輸出端接IGBT模塊母線電壓的第一輸入端，IGBT模塊母線電壓的第一輸出端經(jīng)過(guò)BUCK和BOOST電路接入第一赫爾電流傳感器的輸入端，第一赫爾電流傳感器的輸出端接充放電主控制器的第二輸入端，IGBT模塊母線電壓的第二輸出端經(jīng)過(guò)BUCK和BOOST電路接入第一赫爾電壓傳感器的輸入端，第一赫爾電壓傳感器的輸出端接充放電主控制器的第三輸入端，IGBT模塊母線電壓的第二輸出端還經(jīng)過(guò)BUCK和BOOST電路與電池負(fù)載相連接； 整流逆變控制器的第一輸出端和IGBT模塊母線電壓的第二輸入端相連，整流逆變控制器的第二輸出端和整流逆變變壓器的輸入端相連，整流逆變變壓器的第一輸出端經(jīng)過(guò)第二赫爾電流傳感器與整流逆變控制器的第一輸入端相連，整流逆變變壓器的第二輸出端經(jīng)過(guò)第二赫爾電壓傳感器與整流逆變控制器的第二輸入端相連； 充放電主控制器還通過(guò)CAN總線與CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)中位機(jī)連接，CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)中位機(jī)的第一輸出端和上位機(jī)控制系統(tǒng)的輸入端相連接，CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)中位機(jī)的第二輸出端經(jīng)過(guò)巡檢儀檢測(cè)系統(tǒng)與電池負(fù)載相連接。
2.一種基于權(quán)利要求1所述的能量回饋式母線充放電機(jī)控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，具體步驟為: 步驟一:整流逆變控制器根據(jù)檢測(cè)得到的母線電壓確定工作于整流狀態(tài)或者是逆變狀態(tài)，通過(guò)赫爾電流傳感器和赫爾電壓傳感器的采樣反饋，采用DQ矢量控制算法輸出SPWM波控制IGBT模塊母線電壓，使整流狀態(tài)或逆變狀態(tài)均工作在限定的最大功率條件下，功率因素趨近于I ; 步驟二:通過(guò)面板控制器設(shè)定工藝參數(shù)，并將工藝參數(shù)發(fā)送至充放電主控制器； 步驟三:根據(jù)步驟二設(shè)置的工藝參數(shù)，在充放電過(guò)程中由赫爾電流傳感器采集電流信號(hào)，由赫爾電壓傳感器采集電壓信號(hào)，充放電主控制器進(jìn)行PI運(yùn)算后輸出PWM波控制IGBT的導(dǎo)通脈寬，進(jìn)而控制BUCK和BOOST電路的電流； 步驟四:將根據(jù)設(shè)置的工藝參數(shù)而得到的工藝程序與充放電主控板的實(shí)際工作程序進(jìn)行周期性的比較； 步驟五:存儲(chǔ)采集到的過(guò)程數(shù)據(jù)，并將過(guò)程數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機(jī)控制系統(tǒng)； 步驟六:當(dāng)電腦系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障時(shí)，使用CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)中位機(jī)將過(guò)程數(shù)據(jù)保存； 步驟七:將過(guò)程數(shù)據(jù)列成表單，進(jìn)行編號(hào)，并打印輸出。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK104009523SQ201410258150
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月12日
【發(fā)明者】汪敏 申請(qǐng)人:江蘇先特能源裝備有限公司