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本文研究了一种基于PWM逆变整流的新型蓄电池充放电装置,能耗低,功率因数大,能实现恒流或恒压充放电以及实现负载大小灵活调节,并能将试验过程中的能量反馈回电网,实现了能源的再利用。
1 蓄电池恒流/恒压充放电装置原理
本文蓄电池充放电装置采用以电压型脉冲整流器为核心的方案。PWM控制方式能方便地实现能量的双向流动,根据电网的不同,可以采用单相或三相PWM脉冲整流器。系统原理如图1所示。
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由图1可知,老化实验过程中蓄电池直流电源的输出能量,除少部分维持系统自身工作产生所需要的能量之外,绝大多数都被反馈回了电网,因此能够大幅度降低试验过程中的能量消耗,达到节约电能的目的。
在对机车蓄电池充电时,为了快速充电同时延长电池的使用寿命,将充电与放电过程分成不同的阶段,可以视具体情况分阶段选择恒流或者恒压模式充放电。恒压充放电模式采用电压定向控制模式,控制框图如图2所示。控制策略采用双闭环结构,外环控制直流电压,内环控制电流。电流内环作用是提高系统的动态性能和实现限流保护,电压外环的作用是保证直流侧电压的稳定性。直流输出电压给定信号
和实际直流电压Vdc比较后的误差信号送入P1调节器,PI调节器的输出即为主电路交流输入参考电流的幅值,比较得到电流误差后,对电流误差进行PI调节,用以减缓电流在动态过程中的突变。然后再与输入电压的空间矢量进行比较控制,最后通过SPWM调制算法即可生成相应6路驱动脉冲控制三相整流桥IGBT的通断,间接地控制网侧电流,实现网侧功率因素的调节。
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