蓄电池系统维护研究范文

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1系统设计原理

1.1下位机软件设计系统的正常工作是硬件与软件共同完成的。本系统下位机软件采用C语言编写,主要包括初始化模块、主程序模块、电压、内阻、电流采集模块、充放电控制模块、通讯模块、显示模块、数据记录模块。下位机程序维护主流程图如图2.4所示。

1.2系统软件设计软件包括服务器端软件和客户端软件，完成系统的数据采集、运行维护及管理功能。（1）服务端：完成进程管理、数据采集、数据分析处理、系统安全服务、数据转发（如报警事件转发）、告警处理等功能。数据采集模块主要完成蓄电池组数据（电压、电流、温度）、单电池数据（电压、内阻）采集到系统数据库服务器中，并对采集到的实时数据进行分析、处理，判断电池状态，放电时计算电池健康状态、剩余容量。系统安全服务模块实现系统的不同功能权限和不同数据权限人员的分级操作（运行工作台、系统组态设置、参数修改、用户权限管理等）及系统参数设置等功能。系统消息服务模块完成各个系统模块之间的消息转发、报警数据转发。系统接入设备工作状态实时监测。（2）客户端：对采集后的数据进行综合分析，直观展示直流系统的状态，为运行人员及时的提供电池状态数据，为维护人员提供最接近实际的故障分析和判断依据。

1.3系统抗干扰设计由于系统的使用现场具有大功率高频开关电源,电磁干扰比较严重，而干扰的存在会影响整个单片机系统的可靠性与稳定性,甚至会导致放电电流失控,对蓄电池组及系统本身造成损坏,发生预想不到的事故。因此本系统在硬件设计和软件设计上都采取了抗干扰措施。系统硬件抗干扰措施主要有:⑴重要的控制信号线采用光电隔离技术；⑵采用高性能防雷器件；⑶模拟地与数字地分开,并通过电容与系统外壳相连；⑷I/O及串口也采用光电隔离；⑸印制板采用多层板设计，在布C2、R3组成的的低通滤波器，放大倍数A=R3/R1，低通截止频率f=1/2πR3C2。A2、A3，D1，D2等原件组成了一个精密全波镇流电路，运放的深度负反馈以及放大作用能够使信号频率加倍的同时，也能确保低频小信号有效地通过。这样较好的解决了二极管在小信号时候的非线性误差。π型滤波电路的设计时为了滤除高频干扰和200Hz的载波信号，它是由C5，C6，R8构成。信号最后经过带通放大器，是由A4，R9~R13,C7-C9，构成，作用是选频放大。经过设计调节确保带通滤波器的中心频率在15-18Hz左右，带宽约为40Hz。经过滤波电路，有效地滤除了各种高频成分，只保留了几十赫兹以下的缓变信号，该信号就是终端电压的不稳定信号。图8就是低频信号处理的扫频测试曲线以及不同输入频率的情况下，输出特性曲线。从图上可以看出，输出信号的中心频率在18-20Hz左右，只有37Hz以下的信号能够有效地通过带通滤波，并且该电路具有一定的线性度，并且能够保证一定的选频能力，完全符合设计要求。

2测试与分析

各个阶段电路测试波形如图所示，GVM获得的信号约为三角波，峰-峰值在1.5V左右，频率约为200Hz。从所示波形可以看出，该信号呈现一定的包络线，这是由于它受到了严重的工频干扰。同时，信号上边出现了毛刺现象，经过分析研究发现这是由于GVM边缘效应等引起的高频干扰。图10可见，经过陷波器处理过后工频干扰明显减弱，但是高频干扰仍然存在。经过低通滤波、镇流滤波和带通滤波后，率除了高频噪声以及因叶片旋转形成的大约200Hz的信号，有效地保留了能够反映终端电压变化的低频缓变信号，经过波形转换电路，使带通电路输出近似为正弦波。带通输出信号经过误差放大和波形变换，得靠调控电晕针的控制信号，此时得到比较标准的正弦波，信号峰值的变化能够准确反映出终端电压的变化情况。

3总结

本电路设计从加速器的等效电路图出发，比较了磁分析器法和电子枪法，最终确定了GVM反馈控制法，引出的感应信号经过滤波、放大之后送到了高压三极管6BK4的栅极，从而能够较好的控制高压电极的电压，使其稳定在一个相对恒定的水平上。在没有引入GVM反馈控制时，是靠人工调节，既不精准，又比耗费时间。经过长达6小时的不间断测试表明，该电压能够稳定在某一恒定水平，并且确保其稳定度始终小于1%。这表明，该设计电路取得了较好的控制效果，为更精确的粒子实验提供了精确可靠的技术保障。

作者：李含霜 何宏华 马云飞 潘定飞 单位：南宁国瑞电子科技 广西电力职业技术学院