[發明專利]一種蓄電池充電機及其控制方法

有效

• 申請號: 201710273135.9
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN106877477B
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 孫冠群
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: H02J7/14
• 分類號: H02J7/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及蓄電池充電領域，具體涉及一種利用柴油機拖動開關磁阻發電機直接向蓄電池充電的電路及其控制方法。

背景技術

利用開關磁阻發電機發電，是一種新型的發電方式。

將開關磁阻發電機用于柴油發電機組，也是一種創新，相比傳統交流發電機組，開關磁阻發電機直接發出直流電，特別適合于直流負載；另外，開關磁阻發電機也存在結構簡單堅固、成本低、容錯性強等優點，非常適合于野外惡劣環境中使用。

蓄電池都是直流電，需要直流充電機充電，從而就有了利用直接發出直流電的開關磁阻發電機作為蓄電池充電機的設想。

考慮到大部分野外、島嶼、船舶上等等應用的柴油發電機組體積較為龐大，相關離網電氣設備所用蓄電池容量也大小不一，也就是說，為了適應更多不同容量蓄電池的充電的需求，希望一套基于開關磁阻發電機的柴油發電機組滿足該需求，則一定具備廣泛的業界需求。

發明內容

根據以上的背景技術，本發明針對適應大范圍容量的蓄電池充電問題，也考慮到快速充電問題，提出了一種利用開關磁阻發電機作為柴油發電機組發電機，其充電主電路及其控制方法來實現以上功能的設計方案及其實現實例。

本發明的技術方案為；

一種蓄電池充電機，由柴油機、開關磁阻發電機、充電主電路、控制器、蓄電池組成，其特征在于，所述柴油機拖動所述開關磁阻發電機，開關磁阻發電機的繞組連接于所述充電主電路中，充電主電路連接所述蓄電池，所述控制器接收來自開關磁阻發電機、充電主電路以及蓄電池的信號，并輸出信號控制充電主電路的運行；

充電主電路由相繞組變流主電路、充電電容器、勵磁主電路組成，所述相繞組變流主電路輸出并聯連接所述充電電容器并連接所述勵磁主電路的輸入端以及蓄電池，相繞組變流主電路的輸入端連接勵磁主電路的輸出端；

相繞組變流主電路由三到四個相繞組變流支路并聯連接組成，每個相繞組變流支路由一相相繞組、續流開關管、勵磁開關管、發電開關管組成，其中所述相繞組一端與所述續流開關管陰極連接并作為相繞組變流主電路輸入正極端和輸出負極端即勵磁主電路輸出正極端、充電電容器負極端、蓄電池負極端、勵磁主電路輸入負極端，相繞組另一端連接所述勵磁開關管陽極、續流開關管陽極、所述發電開關管陽極，勵磁開關管陰極作為相繞組變流主電路輸入負極端即勵磁主電路輸出負極端，發電開關管陰極作為相繞組變流主電路輸出正極端連接充電電容器正極端、蓄電池正極端及勵磁主電路輸入正極端；

勵磁主電路由輸入電容器、變壓器、控制開關管、二極管、輸出電容器組成，其中所述輸入電容器正極作為勵磁主電路輸入正極端連接所述變壓器一次繞組一端，變壓器一次繞組另一端連接所述控制開關管陽極，控制開關管陰極連接輸入電容器負極并作為勵磁主電路輸入負極端，變壓器二次繞組一端連接所述二極管陽極，變壓器二次繞組另一端與一次繞組一端作為同名端，連接所述輸出電容器負極并作為勵磁主電路輸出負極端，輸出電容器正極連接二極管陰極并作為勵磁主電路輸出正極端。

一種蓄電池充電機的控制方法，根據開關磁阻發電機基本工作原理，并且開關磁阻發電機定子繞組采取固定開關角的方式，控制器接收手動輸入的充電指令，檢測蓄電池兩端即充電電容器兩端與勵磁主電路輸入電壓信號、蓄電池充電電流信號、開關磁阻發電機轉子位置信號、各相繞組電流信號、勵磁主電路輸出勵磁電壓信號，輸出控制充電主電路中全部開關管，其特征在于：

充電控制即開關磁阻發電機根據轉子位置信號相應的相繞組變流支路工作中分為兩種工作模式：

模式一，中低勵磁模式：勵磁階段開始時勵磁開關管閉合，控制開關管采用PWM斬波控制方式，控制開關管的具體占空比大小根據檢測得到的蓄電池充電所需充電電流和電壓需要而調節，勵磁階段結束后勵磁開關管關斷，發電開關管閉合，進入發電階段，發電開關管也采用PWM斬波控制，并根據蓄電池側所需電流電壓而調節占空比大小，根據轉子位置信號達到發電結束時間時斷開發電開關管控制信號，該相繞組變流支路工作結束；