本文關(guān)鍵詞：煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不間斷應(yīng)急電源的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前，國(guó)內(nèi)煤礦基本都已安裝安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)和井下人員監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)，對(duì)煤礦的安全高效生產(chǎn)起到積極作用。但是當(dāng)供電故障或井下發(fā)生事故時(shí)會(huì)引起一系列停電問(wèn)題，此時(shí)監(jiān)測(cè)和定位系統(tǒng)因自備電源時(shí)間有限，無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間提供可靠的信息，各種氣體濃度、風(fēng)速、負(fù)壓、主通風(fēng)機(jī)/局部通風(fēng)機(jī)開(kāi)停、風(fēng)筒狀態(tài)等主要監(jiān)控量無(wú)法獲得，對(duì)救援工作造成障礙，延誤最佳救援時(shí)機(jī)，增加人員傷亡。提高監(jiān)測(cè)及定位系統(tǒng)電源的供電可靠性是保證人員安全，確保煤礦安全高效生產(chǎn)的重要措施。 本課題為煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)地面中心站設(shè)計(jì)一款應(yīng)急電源，當(dāng)交流電源停電時(shí)，應(yīng)急電源必需要保證中心站工作2小時(shí)以上，并且交流穩(wěn)壓電源需滿足AC220V/1000VA。系統(tǒng)采用串聯(lián)磷酸鐵鋰電池組作為安監(jiān)系統(tǒng)應(yīng)急電源的電能儲(chǔ)備，電池組直流電壓經(jīng)單相全橋逆變電路輸出穩(wěn)定可靠的交流電，并且確保市電中斷時(shí)，應(yīng)急電源無(wú)延遲切換，以保證安監(jiān)系統(tǒng)的不間斷供電。本文全面探討了應(yīng)急電源中的各個(gè)環(huán)節(jié)，其中蓄電池組逆變生成交流電環(huán)節(jié)作為核心部分得到了深入研究。 首先，介紹了應(yīng)急電源的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和整體設(shè)計(jì)方案，詳細(xì)闡述了逆變器的硬件設(shè)計(jì)，主電路采用單相全橋型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，IGBT驅(qū)動(dòng)采用集成模塊式驅(qū)動(dòng)電路，利用SPWM逆變技術(shù)，應(yīng)用增量式PI調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出調(diào)節(jié)，給出了濾波器中電感設(shè)計(jì)方法。其次，，在調(diào)研電池充電方式及電池管理系統(tǒng)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，針對(duì)本課題，研究了磷酸鐵鋰電池組的構(gòu)成形式及充電方式，對(duì)充電控制系統(tǒng)方案及具體硬件實(shí)現(xiàn)做了詳細(xì)的介紹；設(shè)計(jì)了以MAX11068、C8051F340為核心的電池管理系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)框架及內(nèi)部組成做了詳細(xì)的介紹。然后，研究了基于DSP TMS320F2812的逆變器控制方案，分析了各功能模塊的軟硬件設(shè)計(jì)；最后對(duì)整體研究工作進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，基本滿足各性能要求。
【關(guān)鍵詞】：應(yīng)急電源 全橋逆變 充電控制 SPWM TMS320F2812
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TD76
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 課題研究背景及意義8-9
• 1.2 應(yīng)急電源簡(jiǎn)述9-10
• 1.3 電池充電方式介紹10-11
• 1.4 電池管理系統(tǒng)簡(jiǎn)介及發(fā)展11-12
• 1.5 本課題研究的主要內(nèi)容12-14
• 第二章 應(yīng)急電源的整體研究與設(shè)計(jì)14-30
• 2.1 應(yīng)急電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理14-15
• 2.2 應(yīng)急電源系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)15-28
• 2.2.1 逆變器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇15-17
• 2.2.2 逆變系統(tǒng)主電路硬件組成17-22
• 2.2.3 輸出濾波器的設(shè)計(jì)22-27
• 2.2.4 切換電路27-28
• 2.3 本章小結(jié)28-30
• 第三章 充電系統(tǒng)及電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)30-44
• 3.1 充電系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)30-35
• 3.1.1 蓄電池組設(shè)計(jì)及充電方式的選擇30-32
• 3.1.2 充電系統(tǒng)控制方案32-33
• 3.1.3 充電控制系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)33-35
• 3.2 電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)35-43
• 3.2.1 基于 MAX11068 的電池電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及均衡系統(tǒng)36-40
• 3.2.2 C8051F340 電池管理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)40-43
• 3.3 本章小結(jié)43-44
• 第四章 系統(tǒng)逆變控制技術(shù)研究44-50
• 4.1 正弦脈寬調(diào)制技術(shù)44-45
• 4.2 SPWM 波形的生成方法45-46
• 4.3 PI 調(diào)節(jié)器的數(shù)字化46-48
• 4.4 本章小結(jié)48-50
• 第五章 應(yīng)急電源控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)50-62
• 5.1 DSP 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)50-56
• 5.1.1 TMS320F2812 簡(jiǎn)介50-51
• 5.1.2 系統(tǒng)電源及復(fù)位電路51-52
• 5.1.3 PWM 信號(hào)的輸出52-54
• 5.1.4 A/D 轉(zhuǎn)換及保護(hù)54-55
• 5.1.5 采樣電路55
• 5.1.6 串口通訊接口電路55-56
• 5.2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)56-59
• 5.2.1 控制系統(tǒng)軟件整體設(shè)計(jì)56-57
• 5.2.2 各功能模塊軟件設(shè)計(jì)57-59
• 5.3 死區(qū)對(duì)輸出波形的影響59-60
• 5.4 本章小結(jié)60-62
• 第六章 實(shí)驗(yàn)與測(cè)試62-66
• 6.1 應(yīng)急電源實(shí)驗(yàn)62
• 6.2 電池管理系統(tǒng)測(cè)試62-64
• 6.3 本章小結(jié)64-66
• 第七章 總結(jié)66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 致謝72-74
• 攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果74

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：463550