基于dsp的矿用智能逆变式充电技术与应用

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1、硕士学位论文基于DSP的矿用智能逆变式充电技术与应用ResearchandApplicationofSmartMine-useChargingInverterbasedonDSP作者：谭杰导师：贾存良中国矿业大学二○一五年五月中图分类号TM615学校代码10290UDC621.3密级公开中国矿业大学硕士学位论文基于DSP的矿用智能逆变式充电技术与应用ResearchandApplicationofSmartMine-useChargingInverterbasedonDSP作者谭杰导师贾存良教授申请学位工学硕士培养单位信息与电气工程学院学科专

2、业控制科学与工程研究方向嵌入式应用答辩委员会主席程玉虎评阅人二○一五年五月论文审阅认定书研究生谭杰在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢本文是在导师贾存良教授的悉心指导下完成的。在攻读硕士期间，无论在生活上还是学习上，贾存良老师都给予了我很多的帮助。贾存良老师敏锐开阔的科研思路、严谨的治学态度、谦和的处事风格使我受益匪浅。在整个毕业设

3、计过程中，从选题、方案设计到最后的论文修改都饱含了贾存良老师的耐心指导和不断鼓励。在此，谨向贾存良老师致以最衷心的感谢和崇高的敬意！感谢我的父母，是他们给我创造了良好的生活和学习条件，才使我能够安心学习并顺利完成学业。他们的理解、关心和支持给了我莫大的勇气和前进的动力。感谢实验室共同奋斗的师兄弟们：支亚、张勇、赵证、刘庆豪、高娇、王艳兄。三年来，大家相互帮助，积极探讨学术知识，营造了良好的学习氛围，使我受益良多。感谢我的室友薛阳、王好龙和徐保新，三年的风雨我们一起走过，期间我们一起奋斗的情景还历历在目，兄弟之情永生难忘。感谢参加我的论文评审和

4、答辩的各位专家、教授们在百忙之中对我的论文进行评审并提出宝贵意见，使我的论文更趋完善。在此，谨向你们致以深深的敬意和由衷的感。摘要铅酸蓄电池因其可循环充电再利用的特性，且成本低，使用安全且无污染等优点，成为了电机车供电电池的首选。传统的充电设备是相控晶闸管整流充电设备，设备体积大，不利于防爆和井下使用，而且传统的充电设备还有效率低、功率因数大、对电网污染大、充电时间长等不足，并且充电过程不够智能化等问题。随着各种微处理器技术的发展，数字化控制已经成为充电机的发展方向。与模拟控制相比，数字化控制开发周期短，控制算法更加先进，而且还有智能化控制等

5、特点。铅酸蓄电池由于技术条件的限制，现在煤矿上使用的充电机仍然采用恒压、恒压限流、恒流等传统充电方法，这些传统充电方式的充电电流并没有很好拟合蓄电池可接受充电电流曲线，因而造成了充电时间长、效率低，甚至出现过充和析气等现象，最终导致减少蓄电池寿命。因此对不仅能提高充电效率，减少充电时间，而且有利于铅酸蓄电池的使用寿命的新型充电机的研究具有很大实际意义。本课题围绕移相全桥ZVSDC/DC变换器，分析其工作原理、占空比丢失、软开关实现等问题，以DSP2812为主控芯片，并采用移相控制方式、数字PID算法设计制作了一款30KW的样机。第一章介绍了矿

6、用充电机的研究现状，包括器件、软开关、控制策略等，然后针对移相全桥变换器常见的问题和国内外学者提出的改进方法进行了阐述。第二章分析了移相全桥变换器的工作原理，着重讲述ZVS实现、占空比丢失问题。第三章讲述了主电路的各个器件进行了参数计算，给出相应器件的选型。第四章先介绍了传统的充电方法，然后再提出的改进快速充电方法。第五章设计了系统的软硬件设计，其中硬件设计包括设计主电路、驱动电路、采样电路，软件设计包括充电程序设计、数字滤波子程序的设计、判断充满子程序等。第六章通过实验与分析，为验证设计参数的正确性，搭建了相应的实验平台，通过测得的实验波形

7、和数据进行验证。该论文有图56幅，表1个，参考文献53篇。关键词关键词：关键词：：：移相全桥ZVS；蓄电池；充电机；TMS320F2812IAbstractThelead-acidrechargeablebatterieshavebeenwidelyusedincoalmines.Phasedthyristorrectifierchargingequipment,asaconventionalchargingequipment,hasalargesizeandisnotconducivetoexplosion-proofandundergro

8、unduse.Conventionalchargingequipmentalsohasdisadvantagesoflowefficiency,largepower