内燃机车蓄电池组充电系统的设计

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1、北京交通大学硕士学位论文内燃机车蓄电池组充电系统的设计姓名：史雪明申请学位级别：硕士专业：电力系统及其自动化指导教师：汤钰鹏20071201北京交通人学硕+学位论文中文摘要摘要：目前为内燃机车蓄电池组充电的辅助发电机供电质量不能较好地满足蓄电池的充电曲线。鉴于充电过程对蓄电池寿命影响的重要性，本文设计了专门为蓄电池组充电用的内燃机车充电系统。在对蓄电池快速充电原理和目前各种充电方法研究的基础上，提出了较为接近蓄电池的最佳充电曲线的两阶段充电模式．在充电前期采用恒流充电方法，限制了为蓄电池充电的最大电流，在充电后期采用定电压补足充电法．主电路结构采用了由mM模块组成的带隔离变压

2、器的全桥式变换电路。控制部分包括数据采集模块、作为通讯中枢的主控模块、脉冲控制模块、上位机显示及键盘输入．采用电压、电流双闭环结构实现了对蓄电池的二阶段充电．使用凌阳公司的SPMC75F2413A单片机实现PWM脉冲的产生、数字PI调节器的实现。为了增加系统的可靠性，增加了脉宽调制芯片SGl525和模拟PI调节器作为备用控制方案。该系统经过一系列的实验和实际的上车安装调试其结果表明：使用充电系统后，蓄电池组在充电过程中壳体温度明显降低，最大充电电流得到了有效限制；同时系统工作可靠，辅助供电情况一切正常，充电速度和效率较已有的方法有所增长，达到了设计的初衷。方案已经通过了现场试

3、运行。关键词：蓄电池；辅助发电机；PWM脉冲；全桥变换器；PI调节器分类号：北京交通犬学硕十学位论文ABSTRACTABSTRACTABSTRACT：TIlispaperdescribedthedesignofahigh—capadtyintelligentchargingsystemforrechargeablebatteries．BasedOntheanalysisofthechargingtheoryandtheinvestigationofmanychargingmethods,atwo-stagechargingstrategywasbroughtforward．A

4、ttheformerstageofcharging,thechargingmethodwasusedwhichtheconstant-era'rentischangmddlod．Andatthelaterstage,theconstant-voltagemethodwasadopted．Themaincircuitofthed嘶∞hasbeendesignedbytheaidoftheextendedstructureofDouble-EndedFull-BridgeConverterwithIPMmodule．necontrolsystemwasdesignedwhichc

5、omposedofDataAcquisitionModule,CentralcontrolModulewhichResponsibleforCommunications,PWMSignModuleandMan-machineinterfaceofPC．Thethesisadoptsthedoubleclosed-loopscontrolsystemwithcurrentandvoltage,andrealizesthetwo-phasechargingofthebatterysuccessfully．SPMC75F2413AWasusedtOproducecontrollab

6、lePWMsignalwitlldeadtime．inordertoincreasethereliabilityofthesystem，thepulsewidthmodulationchip，SGl525．andaanalogPlregulatoralsoCanbeused勰astandbyprogram．AseriesofexperimentsandtheactualinstallationdvbuggingOnthetrainhavedemonstratedthatthissystemenjoyschar西ngofefficiencyandreliability,adap

7、tabilitytocomplicatedsituation．Inthechargeprocess，therechargeablebatteriesshelltemperaturedecreasedsignificantly．11lebiggestchargecurrenthasbeeneffectivelylimited．R咖Isatisfytheoriginalintentionofdesigning．KEYWORDS：Rechargeablebattery；,PWM；Double-EndedFul