法國時(shí)高SAPHIR蓄電池充放電裝置研究/時(shí)高電池
在蓄電池生產(chǎn)過程中，為了保證產(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(jì)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(shí)現(xiàn)電能變換?？色@接近于1的功率因數(shù)，實(shí)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(jì)要求。
2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理
圖1示出設(shè)計(jì)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(gè)子系統(tǒng)。前者，在蓄電池充電時(shí)，通過三相PFC升壓控制實(shí)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(shí)，通過三相PFC恒壓逆變控制實(shí)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，以保證蓄電池充放電過程中所要求的電流、電壓和時(shí)間的控制。各子系統(tǒng)采用單獨(dú)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(jī)的主板，工控機(jī)承擔(dān)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控治理。系統(tǒng)由1個(gè)逆變子系統(tǒng)和n個(gè)(實(shí)驗(yàn)樣機(jī)設(shè)計(jì)為15個(gè))充放電子系統(tǒng)組成。系統(tǒng)工作時(shí)，可通過工控機(jī)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]。
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(kuò)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。
