双向SPWM逆变整流装置一般采用电压型逆变主电路，其功率开关器件为绝缘栅型双极晶体管（IGBT），采用电流控制方式，该逆变主电路。

该主电路适用于三相电网，而对于单相电网其主电路结构类似，但充放电电流脉动较大。其BP端与BN端分别接蓄电池的正极和负极，电阻Rs为软启动电阻，以防止在合闸瞬间由于滤波电容的初始零电压，产生大的短路冲击电流，在软启动完毕后，接触器KM1闭合，短路Rs。其电容的选择与逆变器输出额定功率、母线电压有关，若电容量选择过小，逆变器直流母线电压的波动幅度将较大，同时也会引起大的蓄电池直流充放电电流脉动。

系统中的主变压器一方面起安全隔离作用，保证蓄电池的正负极与电网隔离，另一方面，也是为了充放电蓄电池的电压匹配。若无隔离变压器，直流母线的电压幅值应大于交流电网电压，否则，难以实现双向电流充放电，但如果蓄电池的直流母线电压匹配过高则会影响系统的效率。

系统中滤波电抗的设计选择是至关重要的，它涉及到并网电流波形的脉动幅度和跟踪正弦电流幅值的范围，若电抗器L值选择过大，则在同样开关频率下，输出电流纹波会较小，但蓄电池放电并网功率会受到限制；L值选择过小，输出电流纹波会较大，产生较大的电磁噪声和干扰。所以，电感值的设计选择应以满足并网功率为前提条件，以电流脉动纹波幅度为设计条件，以得到满足设计指标的低失真、低谐波、高品质的正弦输出电流波形。滤波电抗器的设计和加工要保证在额定电流范围内稳定不变，即工作在线性区域内，同时还要防止在运行过程由于气隙松动产生的电磁力噪声。

虽然电流波形被控制为良好的正弦波形，但高频开关的影响，使电流波形中含有开关频率的高次谐波，将会产生传导干扰和空间电磁辐射。为了使系统满足电磁兼容及电磁干扰国家标准，系统必须配置专用的高频滤波器，并在主电路的工艺结构和机箱设计上采取预防措施。

SPWM异步电流闭环跟踪控制是一种控制简单且稳定性能较好的方式，由于它具有固定的开关频率，因此有利于滤波电路的设计，也有利于限制电路的开关损耗，同时有利于降低噪声。该种电流控制方式具有稳定性好、响应速度快、噪声小、谐波低等特点。本文采用的方式如图4所示，电流偏差通过PI比例积分调节后与三角载波比较，由于电流给定Ia＊为正弦波，当控制内环稳定时，其PI调节器输出也会为正弦波，其比较输出为等效的SPWM脉冲序列,该脉冲序列经DP驱动电路分别驱动上下桥臂IGBT模块，使电流形成负反馈控制。图5为采用该电流控制方式的并网电流跟踪实验波形，电网同步电压与电流波形可知，实际电流跟踪效果良好，由于正弦电流控制采用的是PI调节，因此，实际并网正弦电流的跟踪与指令电流存在相位和幅值的误差，为此在软件上须进行误差补偿，以消除实际电流与电网电压的相位误差，提高并网功率因数。

蓄电池充放电维护装置的控制功能设计要考虑用户的使用场合和操作灵活性，本系统控制器的核心芯片采用TI公司的DSP（TMS320LF2407A），由于其专有的SPWM控制功能和高速数据处理能力，使系统能以全数字软件方式实现正弦波并网电流的双向控制，并在实现并网正弦电流波形及减小噪声等方面效果良好。在此基础上，针对蓄电池的充放电控制要求及特点，设计了较为全面的充放电控制和管理模式。其主要功能设计如下。

充放电曲线设定可以由用户在本机液晶显示操作面板上设定合适的电压电流充放电数值，以有限数组实现曲线的拟合，控制充放电电流跟踪设定曲线，并最终稳定在蓄电池充放电的上下限电压值上。

充放电模式设定设置了放电模式、充电模式和循环自动充放电模式。在充放电模式下，如果系统完成了充放电过程，则自动停机等待并声音提示。在循环自动充放电模式，会根据用户设定的循环充放电次数，自动完成充放电控制，并停机声音提示。

上位机的通信控制及管理本机系统设有RS485通信接口，可以实现多机联网通信。本机可以通过现场总线将运行状态及数据传送至上位机，如蓄电池电压、蓄电池电流等；上位机也可以发送控制指令给下位机，如充电电压电流指令、放电电压电流指令等，并可以同时监控和管理多台蓄电池充放电设备，图形显示当前运行参数和历史运行曲线等。

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