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随着能源匮乏、环境污染等问题的日益严重,人们对于环保的意识也在不断的提高,电动汽车已经受到了全世界的关注。但是对于电动汽车而言最重要的问题就是充电问题,因此充电桩的研发成为了近些年来重点问题。由于充电桩一般在上百伏的电压下工作,并且在充电的过程中需要考虑人身安全等问题,它较高的工作电压对其绝缘性能提出更高的要求。因此,开发一种能够实时、准确、可靠检测直流充电桩系统绝缘性能的监测装置十分重要,它对电气设备的正常工作、车辆的安全运行以及保证乘客的人身安全都具有重要意义。
本文首先对直流充电桩的电气系统进行介绍,引出直流充电桩绝缘电阻的定义,根据其高压安全规范划分相应的绝缘等级,分析比较几种常用的绝缘检测方法,最后提出一种基于傅里叶算法的低频信号注入检测方法。
其次,由于信号在采集过程中存在各种噪声干扰,本文采用小波阈值法对噪声信号进行预处理。通过实验对比分析,确定了Db3小波基、分解层次为3、Rigrsure阈值策略的最佳消噪方式,并通过MATLAB验证方法的可行性。然后用Morlet变换对处理后的电流信号进行低频信号量的提取,在此基础上,设计了一种基于STM32的直流充电桩绝缘监测系统方案,该方案以STM32F103为核心,并设计了信号采样处理单元及其外围单元,可实现同步采集、绝缘水平测量、TFT液晶显示、SD卡存储等功能。
最后,搭建实验平台,首先对高,中,低三种样式的电阻进行模拟测量,并与标准阻值进行误差的数据对比,验证监测系统的准确性。随后以某电气有限公司的直流充电桩为测试对象,依据国标GB/T18487.1-2015电动汽车传导充电系统规定通过外加500V电压,进行充电桩绝缘的检测,实验结果表明,系统能满足预期的要求,同时基于小波的算法能够提高测量的精度。
本文首先对直流充电桩的电气系统进行介绍,引出直流充电桩绝缘电阻的定义,根据其高压安全规范划分相应的绝缘等级,分析比较几种常用的绝缘检测方法,最后提出一种基于傅里叶算法的低频信号注入检测方法。
其次,由于信号在采集过程中存在各种噪声干扰,本文采用小波阈值法对噪声信号进行预处理。通过实验对比分析,确定了Db3小波基、分解层次为3、Rigrsure阈值策略的最佳消噪方式,并通过MATLAB验证方法的可行性。然后用Morlet变换对处理后的电流信号进行低频信号量的提取,在此基础上,设计了一种基于STM32的直流充电桩绝缘监测系统方案,该方案以STM32F103为核心,并设计了信号采样处理单元及其外围单元,可实现同步采集、绝缘水平测量、TFT液晶显示、SD卡存储等功能。
最后,搭建实验平台,首先对高,中,低三种样式的电阻进行模拟测量,并与标准阻值进行误差的数据对比,验证监测系统的准确性。随后以某电气有限公司的直流充电桩为测试对象,依据国标GB/T18487.1-2015电动汽车传导充电系统规定通过外加500V电压,进行充电桩绝缘的检测,实验结果表明,系统能满足预期的要求,同时基于小波的算法能够提高测量的精度。