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充电和放电是蓄电池生产、使用和保养中必不可少的内容。针对蓄电池生产厂家大容量蓄电池组集中充电、放电时所遇到的现实问题,如系统的自动化程度低,充、放电方法落后,多台充电机彼此独立,充放电时工作人员需要对这些充电机不断地巡视、记录,调整各台充电机的工作参数,劳动强度大,容易出差错等,本文提出了智能充电机的集散式自动控制系统。
课题主要研究基于CAN总线和DSP的大容量蓄电池组充、放电集散控制系统的设计原理,从分析铅酸蓄电池的电化学机理和对比现有的充电方法入手,着重论述了集散控制系统的整体结构、节点单元智能充电机的硬件设计(包括主电路和控制电路)、充电机以及集散系统的软件设计,提出了智能PID充电控制算法,并给出了实验室调试结果和部分电路的实验波形。
在节点单元主电路硬件设计中,本课题采用了晶闸管三相全控桥,能够完成整流和有源逆变功能,放电电能回馈电网,而不是将电能放到电阻负载上白白消耗掉,节约能量同时保证了放电电流的精度;控制电路采用TMS320LF2407为核心的DSP控制电路作为主控制板,CA6100晶闸管通用触发电路板作为主电路和控制板之间的缓冲环节,完成高速的现场数据采集、事件管理、复杂的智能算法和输出控制,从而实现高效、智能的充电过程;基于CAN总线网络通信和上位机组态软件的设计将多台充电机组成集散控制网络,实时读取各节点单元所传送的数据,及时了解各充电机的工作状态,记录并存储蓄电池充放电时的信息,提供分析报表,对故障发出报警信号,保证整个系统的正常工作,提高工作效率,解决了蓄电池大规模集中充电、放电中所遇到的问题。