一种矿用铅酸蓄电池高频智能快充充电方法技术

本发明专利技术涉及出充电器领域，尤其是一种矿用铅酸蓄电池高频智能快充充电方法，其充电方法为：PWM整流器；双向DC/DC变流器；双向H桥逆变器Ⅰ；高频变压器；双向H桥逆变器Ⅱ；蓄电池组。本发明专利技术有益效果：运用高频、全数字化技术，实现充电放电功能，充放电相结合能更加有效的实现各种充电方法，实现对铅酸蓄电池的快充快放，自动兼顾AC380/660V两种输入电压等级，能给所有规格的蓄电池智能化充电，延长了蓄电池的使用寿命和使用效率，具有的放电功能，避免了能源的浪费，实现节能环保，提高了整个产品的隔爆性能和使用安全性能，同时具有很强的实用性。

【技术实现步骤摘要】
一种矿用铅酸蓄电池高频智能快充充电方法
本专利技术涉及出充电器领域，尤其是一种矿用铅酸蓄电池高频智能快充充电方法。
技术介绍
在煤矿给铅酸蓄电池充电，需要根据铅酸蓄电池的电压等级、容量、电池本身状况（新旧程度），采取不同的充电方式；还需要提高煤矿铅酸蓄电池的使用寿命，提高煤矿充电作业效率以及采用快充技术。根据煤矿的实际应用背景，概括来说，矿用铅酸蓄电池高频智能充电器应该具有如下要求：(1)充电器的容量应不低于55kW，最大充电电流为120A，且0-120A连续可调输出；(2)要能给所有规格的蓄电池组充电，智能充电器输出的充电电压应该能够在DC0V～DC550V之间连续可调节；(3)充电器要自动适应AC380V/AC660两种输入电压；(4)考虑到铅酸蓄电池组充电方式的要求，充电器既能恒压又能实现多段式恒流充电，既能自动又能手动充电。手动充电时，充电方式可选择，充电曲线可设定；自动充电时，自适应不能的铅酸蓄电组自动选择充电方式；（6）自动适应井下供电网电压波动的适应能力；（7）充电器具有快充和快放电功能；（8）充电器运行可靠，设备体积小，质量轻，便于移动,运输和维修。目前煤矿井下充电器有二种充电方式。第一种充电方案，输入工频变压器加晶闸管相控调压充电器方案如图1所示，是一种典型的交-直（AC/DC）电压变换方式。该系统存在的突出问题是：第一、充电电压脉动较大，损伤蓄电池；第二、体积大和重量重，加隔爆外壳质量重（750kg以上）；第三、充电模式粗犷、不能完全实现智能充电，容易导致充电电流过大、蓄电池过热严重、极板老化变形等，致使蓄电池的寿命大为缩短；第四、不能实现充电电流与蓄电池电压自适应的充电工况；第五、不能实现给蓄电池放电以及快充电技术；第6、不能自动适应AC380V/AC660两种输入电压，靠改变电源输入变压器原边绕组的接线方式来适应的。第二种充电方法，如图2和图3所示，采用的是不可控整流——H桥逆变器——高频变压器——快速整流的铅酸蓄蓄电池高频智能充电系统或者不可控整流——斩波——H桥逆变器——高频变压器——快速整流的铅酸蓄电池高频智能充电系统，该系统存在的突出问题是：第一、智能充电器自动适应AC380/660V电压等级与智能充电器输出的充电电压应该能够在DC0V～DC550V之间连续可调节不能兼顾；第二、当供电电网波动比较大的时候，输出充电电压在DC0V～DC550V之间难以连续可调；第三、不能实现给蓄电池快速放电；第四、难以实现快速充电；因此研究矿用铅酸蓄电池高频智能快充充电器是非常有意义的期待。因此，对于上述问题有必要提出一种矿用铅酸蓄电池高频智能快充充电方法。
技术实现思路
本专利技术目的是克服了现有技术中的不足，提供了一种矿用铅酸蓄电池高频智能快充充电方法。为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现：一种矿用铅酸蓄电池高频智能快充充电方法,其充电方法为：PWM整流器；双向DC/DC变流器；双向H桥逆变器Ⅰ；高频变压器；双向H桥逆变器Ⅱ；蓄电池组。优选地，系统处于充电运行时，电流从电网流向蓄电池组：电网到PWM整流器；双向DC/DC变流器；双向H桥逆变器Ⅰ；高频变压器；双向H桥逆变器Ⅱ；蓄电池组。优选地，系统处于放电运行时，电流从蓄电池组流向电网：蓄电池组；双向H桥逆变器Ⅰ；高频变压器；双向H桥逆变器Ⅱ；双向DC/DC变流器；PWM整流器到电网。优选地，所述PWM整流器，在充电时工作在整流工况，可输出稳定的直流电压，能够适应波动范围较大的输入电源；在放电时工作在逆变工况，蓄电池能量能快速回馈电网。优选地，充电状态时，PWM整流器输出稳定的直流电压，双向DC/DC变流器双向H桥逆变器Ⅰ块协调运行，通过控制双向DC/DC变流器的占空比和双向H桥逆变器Ⅰ的移相角，经过高频变压器的隔离以及双向H桥逆变器Ⅱ，实现输出DC0-550V的连续可调电压，实现给所有规格的矿用铅酸蓄电池充电。优选地，放电状态时，蓄电池能量经过双向H桥逆变器Ⅱ，隔离变压器，双向H桥逆变器Ⅰ，双向DC/DC变流器，PWM整流器快速回馈电网，控制双向DC/DC变流器和双向H桥逆变器Ⅱ的协调控制，使双向DC/DC变流器输出稳定的直流电压，经过PWM整流器回馈电网，实现快速放电。充电时铅酸蓄电池可接受的较大充电电流来充电，并以一定频率对蓄电池停止充电同时快速释放一定量的极化电压提高蓄电池可以接受的充电电流。优选地，所述电网电压为AC380V或AC660V。优选地，还包括总控制系统、第一控制系统、第二控制系统和第三控制系统，所述总控制系统通过现场总线分别与第一控制系统、第二控制系统和第三控制系统互相连接，所述第一控制系统与PWM整流器相连，所述第二控制系统与双向DC/DC变流器相连，所述第三控制系统分别与双向H桥逆变器Ⅰ和双向H桥逆变器Ⅱ相连，所述双向H桥逆变器Ⅰ通过高频变压器与双向H桥逆变器Ⅱ相连；总控制系统与其它控制系统协调控制，作为人机界面，操作充电器并显示充电器的各种状态信息。优选地，所述第一控制系统控制PWM整流器，完成整流稳压工作和能量回馈的工作，根据输入电压等级和整流直流电压的值，自动执行整流和回馈工作，并将工作状态发送其他控制系统，同时接收其它控制系统的信息；所述第二控制系统控制双向DC/DC变流器工作，基于充电放电指令，根据输入电压等级，PWM整流器的输出直流电压值，执行其控制算法，实现输出稳定的直流电压值。并将工作状态发送其他控制系统，同时接收其它控制系统的信息。优选地，所述第三控制系统控制双向H桥逆变器Ⅰ和双向H桥逆变器Ⅱ；充电中，双向H桥逆变器Ⅰ工作在高频逆变工况，而双向H桥逆变器Ⅱ工作在快速整流工况，对双向H桥逆变器Ⅰ块采用移相控制算法，依据铅酸蓄电池的电压等级、输入电压，结合双向DC/DC变流器输出的稳定直流电压值，调节移相角，实现恒流充电；在放电中，双向H桥逆变器Ⅱ工作在高频逆变工况，双向H桥逆变器Ⅰ工作在快速整流工况，对双向H桥逆变器Ⅱ采用移相控制算法，结合双向DC/DC变流器，调节移相角，往电网回馈蓄电池的电能，并将工作状态发送其他控制系统，同时接收其它控制系统的信息。本专利技术有益效果：运用高频、全数字化技术，实现充电放电功能，充放电相结合能更加有效的实现各种充电方法，实现对铅酸蓄电池的快充快放，自动兼顾AC380/660V两种输入电压等级，能给所有规格的蓄电池智能化充电，延长了蓄电池的使用寿命和使用效率，具有的放电功能，避免了能源的浪费，实现节能环保，提高了整个产品的隔爆性能和使用安全性能，同时具有很强的实用性。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1是现有技术晶闸管相控整流器智能充电器电气原理框图；图2和图3现有技术的高频智能充电器电气原理框图；图4是本专利技术的方法流程图；图5是本专利技术的充电时状态流程图；图6是本专利技术的放电时状态流程图；图7是本专利技术的结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。如图4并结合图5至图7所示，一种矿用铅酸蓄电池高频智能快充充电方法,其充电方法为：PWM整流器；双向DC/DC变流器；双向H桥逆变器Ⅰ；高频变压器；双向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿用铅酸蓄电池高频智能快充的充放电方法,其特征在于：其方法为：充电状态时，电流从电网流向PWM整流器，PWM整流器输出稳定的直流电压，双向DC/DC变流器和双向H桥逆变器Ⅰ协调运行，通过控制双向DC/DC变流器的占空比和双向H桥逆变器Ⅰ的移相角，经过高频变压器的隔离以及双向H桥逆变器Ⅰ快速整流输出，双向H桥逆变器Ⅰ和双向H桥逆变器Ⅱ实现输出DC0‑550V的连续可调电压，实现给所有规格的矿用铅酸蓄电池充电；放电状态时，蓄电池能量经过双向H桥逆变器Ⅱ的高频逆变，隔离变压器，双向H桥逆变器Ⅰ快速整流，双向DC/DC变流器，PWM整流器快速回馈电网，控制双向DC/DC变流器和双向H桥逆变器Ⅱ的协调控制，使双向DC/DC变流器输出稳定的直流电压，经过PWM整流器回馈电网，实现快速放电；其还包括总控制系统、第一控制系统、第二控制系统和第三控制系统，所述总控制系统通过现场总线分别与第一控制系统、第二控制系统和第三控制系统互相连接，所述第一控制系统与PWM整流器相连，所述第二控制系统与双向DC/DC变流器相连，所述第三控制系统分别与双向H桥逆变器Ⅰ和双向H桥逆变器Ⅱ相连，所述双向H桥逆变器Ⅰ通过高频变压器与双向H桥逆变器Ⅱ相连，总控制系统与其它控制系统协调控制，作为人机界面，操作充电器并显示充电器的各种状态信息；所述第一控制系统控制PWM整流器，完成整流稳压工作和能量回馈的工作，根据输入电压等级和整流直流电压的值，自动执行整流和回馈工作，并将工作状态发送其他控制系统，同时接收其它控制系统的信息；所述第二控制系统控制双向DC/DC变流器工作，基于充电放电指令，根据输入电压等级，PWM整流器的输出直流电压值，执行其控制算法，实现输出稳定的直流电压值，并将工作状态发送其他控制系统，同时接收其它控制系统的信息；所述第三控制系统控制双向H桥逆变器Ⅰ和双向H桥逆变器Ⅱ；充电中，双向H桥逆变器Ⅰ工作在高频逆变工况，而双向H桥逆变器Ⅱ工作在快速整流工况，对双向H桥逆变器Ⅰ采用移相控制算法，依据铅酸蓄电池的电压等级、输入电压，结合双向DC/DC变流器输出的稳定直流电压值，调节移相角，实现恒流充电；在放电中，双向H桥逆变器Ⅱ工作高频逆变工况，双向H桥逆变器Ⅰ工作在快速整流工况，对双向H桥逆变器Ⅱ采用移相控制算法，结合双向DC/DC变流器，调节移相角，往电网回馈蓄电池的电能，并将工作状态发送其他控制系统，同时接收其它控制系统的信息。...

【技术特征摘要】
1.一种矿用铅酸蓄电池高频智能快充的充放电方法,其特征在于：其方法为：充电状态时，电流从电网流向PWM整流器，PWM整流器输出稳定的直流电压，双向DC/DC变流器和双向H桥逆变器Ⅰ协调运行，通过控制双向DC/DC变流器的占空比和双向H桥逆变器Ⅰ的移相角，经过高频变压器的隔离以及双向H桥逆变器Ⅰ快速整流输出，双向H桥逆变器Ⅰ和双向H桥逆变器Ⅱ实现输出DC0-550V的连续可调电压，实现给所有规格的矿用铅酸蓄电池充电；放电状态时，蓄电池能量经过双向H桥逆变器Ⅱ的高频逆变，隔离变压器，双向H桥逆变器Ⅰ快速整流，双向DC/DC变流器，PWM整流器快速回馈电网，控制双向DC/DC变流器和双向H桥逆变器Ⅱ的协调控制，使双向DC/DC变流器输出稳定的直流电压，经过PWM整流器回馈电网，实现快速放电；其还包括总控制系统、第一控制系统、第二控制系统和第三控制系统，所述总控制系统通过现场总线分别与第一控制系统、第二控制系统和第三控制系统互相连接，所述第一控制系统与PWM整流器相连，所述第二控制系统与双向DC/DC变流器相连，所述第三控制系统分别与双向H桥逆变器Ⅰ和双向H桥逆变器Ⅱ相连，所述双向H桥逆变器Ⅰ通过高频变压器与双向H桥逆变器Ⅱ相连，总控制系统与其它控制系统协调控制，作为人机界面，操作充电器并显示充电器的各种状态信息；所述第一控制系统控制PWM整流器，完成整流稳压工作和能量回馈的工作，根据输入电压等级和整流直流电压的值，自动执行整流和回馈工作，并将工作状态发送其他控制系统，同时接收其它控制系统的信息；所述第二控制系统控制双向DC/DC变流器工作，基于充电放电指令，根据输入电压等级，PWM整流器的输出直流电压值，执行其控制算法，实...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓永红，张全柱，张文山，葛艳香，马红梅，赵立永，黄成玉，钱会发，潘玉民，
申请(专利权)人：华北科技学院，
类型：发明
国别省市：河北,13