多输入电压等级矿用锂电池电机车充电技术研究＊.pdfVIP

煤矿现代化 2015耳第1期 总第124期 多输入电压等级矿用锂电池电机车充电技术研究六 刘 锋 ，王庆亮 ，荐波涛t (1．徐州凯思特电机科技有限公司，江苏徐州 221116；2．皖北煤电集团任楼煤矿，安徽 淮北 235123) 摘 要 针对 目前矿用锂电池电机车充电装置输入电压等级单一、电池充电时间长、充电效率低等实 际问题，基于矿用电源电压等级多样现状，研究一种多输入 电压等级的通用锂电池电机车高效快速充 电技术，采用DSP作为主控芯片，基于PWM控制方式，研究了恒流 一恒压分阶段充电方法。最后研制 了一台样机，通过实验验证了理论分析方法的正确性和有效性。该装置 目前已在徐州凯思特机电科技 有限公司生产的矿用智能蓄电池电机车产品中得到较好的应用。 关键词 矿井；锂 电池电机车；充电；智能 中图分类号：TD64．2 文献标志码 ：A 文章编号：1009—0797(2015)01—0056—03 根据供电方式的不同，煤矿井下电机车供 电方 IGBT逆变器提供直流电压，逆变器输出交流电经高 式主要分为架线式电机车和蓄电池 电机车两种类 频变压器耦合，然后以单相全桥不控高频整流及LC 型，相比于架线式电机车，蓄电池 电机车以其无火花 滤波作为输出级为蓄电池充电。 引爆危险，适合在有瓦斯的矿井使用，且运行灵活 、 加 电后，通过采样变压器 ，检测输入 电压等级 无需架线，在煤矿井下得到了广泛的应用。 (380V／660V)，并送入 DSP芯片 ，初步选取半桥 由于煤矿供 电电压等级的多样性 (如 1140V、 DC—DC电路的占空比，实现 电压初调，锂 电池组快 660V、380V等多种 电压等级)，为满足电机车的充电 速充电系过程中，通过采样锂 电池组的电压和充 电 需求 ，实现电机车多输入 电压等级下的高效快速充 电流值 ，并将其转变成数字信号反馈给控制器 DSP； 电技术…，可有效提高电机车电池的运行效率、使用 控制器根据当前锂 电池组的充电情况 ，调整 PWM 占 寿命及运行可靠性等。 空比，实现功率电路工作状态的细调。 本文研究了一种多输入 电压等级，锂 电池智能 1．1 主电路设计 快速充电系统，基于DSP芯片设计不同电压等级下 本文采用半桥式DC—DC变换电路3J【作为主开关 的通用锂电池 电机车快速充电电路。目前该装置 已 电路，其电路原理如图2所示。 在徐州凯思特机电科技有限公司生产的矿用智能电 机车产品中得到较好的应用。 l 多输入电压等级充电电路设计 本文针对矿用电压输入等级多样特性，研究一 种多输入电压等级矿用锂电池电机车组快速充电系 统2[j，如图 1所示。 图 2 半桥式 DC—DC变换电路 其工作原理为：变压器一次侧的两端分别连接 在 电容 C、c：的中点及开关 S、S的中点。电容C。、c 的中点电压为U／2。S。、S：交替导通，使变压器一次侧 形成幅值为ul／2的交流电压。改变开关的占空比，就 改变二次侧整流电压的平均值，也就改变了输出电 压 U。。 当滤波电感 I的电流连续时，半桥式DC—DC变 图 1 锂 电池 电机车快