一种能量回馈式母线充放电机控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种能量回馈式母线充放电机控制系统，包括充放电主控制器、面板控制器、IGBT模块母线电压、BUCK和BOOST电路、第一赫尔电流传感器、第二赫尔电流传感器、第一赫尔电压传感器、第二赫尔电压传感器、整流逆变控制器、整流逆变变压器、CAN转以太网中位机、上位机控制系统、巡检仪检测系统和电池负载。本发明还公开了一种基于所述控制系统的具体控制方法。本发明采用DQ矢量控制算法，控制三相IGBT全桥功率因素接近为1，谐波低于5%，效率高于90%，同时使用可靠性高的CAN通讯方式，实时的电压巡检系统的应用，减少了人工成本和可靠性，使设备自动化程度大大提高，同时也提高了设备的利用率，实现了节能降耗。
【专利说明】一种能量回馈式母线充放电机控制系统
【技术领域】
[0001]本发明公开了一种能量回馈式母线充放电机控制系统，涉及铅酸蓄电池内化成【技术领域】。
【背景技术】
[0002]充放电机可广泛用于各类蓄电池化成、极板化成、快速脉冲化成充放电，并可通过对单体电池电压、温度的检测来实现对各类蓄电池进行容量自动分类筛选及配组，是一种专门针对铅酸蓄电池化成研制的高效节能生产设备。充放电机广泛应用于各类蓄电池化成、极板化成、快速脉冲化成充放电等。目前，市场上的铅酸蓄电池化成普遍采用可控硅的比较多，可控硅的充放电机由于功率因素低、谐波大、效率低等缺点。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是:针对现有技术的缺陷，提供一种能量回馈式母线充放电机控制系统。
[0004]本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:
一种能量回馈式母线充放电机控制系统，包括充放电主控制器、面板控制器、IGBT模块母线电压、BUCK和BOOST电路、第一赫尔电流传感器、第二赫尔电流传感器、第一赫尔电压传感器、第二赫尔电压传感器、整流逆变控制器、整流逆变变压器、CAN转以太网中位机、上位机控制系统、巡检仪检测系统和电池负载，其中，所述面板控制器的输出端接充放电主控制器的第一输入端，充放电主控制器的输出端接IGBT模块母线电压的第一输入端,IGBT模块母线电压的第一输出端经过BUCK和BOOST电路接入第一赫尔电流传感器的输入端，第一赫尔电流传感器的输出端接充放电主控制器的第二输入端，IGBT模块母线电压的第二输出端经过BUCK和BOOST电路接入第一赫尔电压传感器的输入端，第一赫尔电压传感器的输出端接充放电主控制器的第三输入端，IGBT模块母线电压的第二输出端还经过BUCK和BOOST电路与电池负载相连接；整流逆变控制器的第一输出端和IGBT模块母线电压的第二输入端相连，整流逆变控制器的第二输出端和整流逆变变压器的输入端相连，整流逆变变压器的第一输出端经过第二赫尔电流传感器与整流逆变控制器的第一输入端相连，整流逆变变压器的第二输出端经过第二赫尔电压传感器与整流逆变控制器的第二输入端相连；充放电主控制器还通过CAN总线与CAN转以太网中位机连接，CAN转以太网中位机的第一输出端和上位机控制系统的输入端相连接，CAN转以太网中位机的第二输出端经过巡检仪检测系统与电池负载相连接。
[0005]本发明还公开了一种基于所述的能量回馈式母线充放电机控制系统的控制方法，具体步骤如下:
步骤一:整流逆变控制器根据检测得到的母线电压确定工作于整流状态或者是逆变状态，通过赫尔电流传感器和赫尔电压传感器的采样反馈，采用DQ矢量控制算法输出SPWM波控制IGBT模块母线电压，使整流状态或逆变状态均工作在限定的最大功率条件下，功率因素趋近于I;
步骤二:通过面板控制器设定工艺参数，并将工艺参数发送至充放电主控制器；
步骤三:根据步骤二设置的工艺参数，在充放电过程中由赫尔电流传感器采集电流信号，由赫尔电压传感器采集电压信号，充放电主控制器进行PI运算后输出PWM波控制IGBT的导通脉宽，进而控制BUCK和BOOST电路的电流；
步骤四:将根据设置的工艺参数而得到的工艺程序与充放电主控板的实际工作程序进行周期性的比较；
步骤五:存储采集到的过程数据，并将过程数据发送至上位机控制系统；
步骤六:当电脑系统在运行过程中出现故障时，使用CAN转以太网中位机将过程数据保存；
步骤七:将过程数据列成表单，进行编号，并打印输出。
[0006]本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:本发明采用DQ矢量控制算法，控制三相IGBT全桥功率因素接近为1，谐波低于5%，效率高于90%，同时使用可靠性高的CAN通讯方式，实时的电压巡检系统的应用，减少了人工成本和可靠性，使设备自动化程度大大提高，同时也提高了设备的利用率，实现了节能降耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本发明公开的一种能量回馈式母线充放电机控制系统的结构示意图，
其中:1充放电主控制器、2面板控制器、3IGBT模块母线电压、4BUCK和BOOST电路、5第
一赫尔电流传感器、6第一赫尔电压传感器、7整流逆变控制器、8整流逆变变压器、9第二赫尔电流传感器、10第二赫尔电压传感器、IICAN转以太网中位机、12上位机控制系统、13巡检仪检测系统、14电池负载。
[0008]图2是本发明所公开的一种能量回馈式母线充放电机控制系统的工作流程示意图。
【具体实施方式】
[0009]下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明:
本发明公开的一种能量回馈式母线充放电机控制系统的结构示意图如图1所示，包括充放电主控制器、面板控制器、IGBT模块母线电压、BUCK和BOOST电路、第一赫尔电流传感器、第二赫尔电流传感器、第一赫尔电压传感器、第二赫尔电压传感器、整流逆变控制器、整流逆变变压器、CAN转以太网中位机、上位机控制系统、巡检仪检测系统和电池负载，其中，所述面板控制器的输出端接充放电主控制器的第一输入端，充放电主控制器的输出端接IGBT模块母线电压的第一输入端，IGBT模块母线电压的第一输出端经过BUCK和BOOST电路接入第一赫尔电流传感器的输入端，第一赫尔电流传感器的输出端接充放电主控制器的第二输入端，IGBT模块母线电压的第二输出端经过BUCK和BOOST电路接入第一赫尔电压传感器的输入端，第一赫尔电压传感器的输出端接充放电主控制器的第三输入端，IGBT模块母线电压的第二输出端还经过BUCK和BOOST电路与电池负载相连接；整流逆变控制器的第一输出端和IGBT模块母线电压的第二输入端相连，整流逆变控制器的第二输出端和整流逆变变压器的输入端相连，整流逆变变压器的第一输出端经过第二赫尔电流传感器与整流逆变控制器的第一输入端相连，整流逆变变压器的第二输出端经过第二赫尔电压传感器与整流逆变控制器的第二输入端相连；充放电主控制器还通过CAN总线与CAN转以太网中位机连接，CAN转以太网中位机的第一输出端和上位机控制系统的输入端相连接，CAN转以太网中位机的第二输出端经过巡检仪检测系统与电池负载相连接。
[0010]本发明所公开的一种能量回馈式母线充放电机控制系统的工作流程示意图如图2所示，具体步骤如下:
步骤一:整流逆变控制器根据检测得到的母线电压确定工作于整流状态或者是逆变状态，通过赫尔电流传感器和赫尔电压传感器的采样反馈，采用DQ矢量控制算法输出SPWM波控制IGBT模块母线电压，使整流状态或逆变状态均工作在限定的最大功率条件下，功率因素趋近于I ;
步骤二:通过面板控制器设定工艺参数，并将工艺参数发送至充放电主控制器；
步骤三:根据步骤二设置的工艺参数，在充放电过程中由赫尔电流传感器采集电流信号，由赫尔电压传感器采集电压信号，充放电主控制器进行PI运算后输出PWM波控制IGBT的导通脉宽，进而控制BUCK和BOOST电路的电流；
步骤四:将根据设置的工艺参数而得到的工艺程序与充放电主控板的实际工作程序进行周期性的比较；
步骤五:存储采集到的过程数据，并将过程数据发送至上位机控制系统；
步骤六:当电脑系统在运行过程中出现故障时，使用CAN转以太网中位机将过程数据保存；
步骤七:将过程数据列成表单，进行编号，并打印输出。
[0011]上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
【权利要求】
1.一种能量回馈式母线充放电机控制系统，其特征在于:包括充放电主控制器、面板控制器、IGBT模块母线电压、BUCK和BOOST电路、第一赫尔电流传感器、第二赫尔电流传感器、第一赫尔电压传感器、第二赫尔电压传感器、整流逆变控制器、整流逆变变压器、CAN转以太网中位机、上位机控制系统、巡检仪检测系统和电池负载，其中， 所述面板控制器的输出端接充放电主控制器的第一输入端，充放电主控制器的输出端接IGBT模块母线电压的第一输入端，IGBT模块母线电压的第一输出端经过BUCK和BOOST电路接入第一赫尔电流传感器的输入端，第一赫尔电流传感器的输出端接充放电主控制器的第二输入端，IGBT模块母线电压的第二输出端经过BUCK和BOOST电路接入第一赫尔电压传感器的输入端，第一赫尔电压传感器的输出端接充放电主控制器的第三输入端，IGBT模块母线电压的第二输出端还经过BUCK和BOOST电路与电池负载相连接； 整流逆变控制器的第一输出端和IGBT模块母线电压的第二输入端相连，整流逆变控制器的第二输出端和整流逆变变压器的输入端相连，整流逆变变压器的第一输出端经过第二赫尔电流传感器与整流逆变控制器的第一输入端相连，整流逆变变压器的第二输出端经过第二赫尔电压传感器与整流逆变控制器的第二输入端相连； 充放电主控制器还通过CAN总线与CAN转以太网中位机连接，CAN转以太网中位机的第一输出端和上位机控制系统的输入端相连接，CAN转以太网中位机的第二输出端经过巡检仪检测系统与电池负载相连接。
2.一种基于权利要求1所述的能量回馈式母线充放电机控制系统的控制方法，其特征在于，具体步骤为: 步骤一:整流逆变控制器根据检测得到的母线电压确定工作于整流状态或者是逆变状态，通过赫尔电流传感器和赫尔电压传感器的采样反馈，采用DQ矢量控制算法输出SPWM波控制IGBT模块母线电压，使整流状态或逆变状态均工作在限定的最大功率条件下，功率因素趋近于I ; 步骤二:通过面板控制器设定工艺参数，并将工艺参数发送至充放电主控制器； 步骤三:根据步骤二设置的工艺参数，在充放电过程中由赫尔电流传感器采集电流信号，由赫尔电压传感器采集电压信号，充放电主控制器进行PI运算后输出PWM波控制IGBT的导通脉宽，进而控制BUCK和BOOST电路的电流； 步骤四:将根据设置的工艺参数而得到的工艺程序与充放电主控板的实际工作程序进行周期性的比较； 步骤五:存储采集到的过程数据，并将过程数据发送至上位机控制系统； 步骤六:当电脑系统在运行过程中出现故障时，使用CAN转以太网中位机将过程数据保存； 步骤七:将过程数据列成表单，进行编号，并打印输出。
【文档编号】H02J7/00GK104009523SQ201410258150
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月12日 优先权日:2014年6月12日
【发明者】汪敏 申请人:江苏先特能源装备有限公司