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摘要：现阶段，社会的发展迅速，我国的电力行业的发展也有了改善。无论是铅酸蓄电池，还是环保的镍氢或锂电池，若使用一次后要长期放置，应先补充好电后再放置，同时应确保能在１个月左右给电池补充一次电，这是因为电池会自放电，若长期不充电会使电池容量损失后不易恢复而影响电池寿命。目前的备用电池保存方案是采用手动技术，每隔一定时间及时提醒自己对电池进行充电，充满电后及时断电，否则容易过充。一些充电机具有防过充功能，短时间过充是可以的，但过充时间太长会对电池或者充电机本身产生或多或少的影响。如果一旦忘记对蓄电池及时充电，蓄电池亏电太严重，其内部活性离子急剧减少，电池会出现结晶现象而提前报废。针对此，本文设计了一个备用电池用自动切换充电机，本机可对拆下待修或已经灌好电解液的新电池进行长期充电，当蓄电池充电完毕并且其电压达到标准电压时，充电机会自动断电，然后处于备用状态；而当蓄电池电压降到标准电压以下时，充电机又能自动地再次对蓄电池充电。
关键词：多相可控整流控制策略；仿真；研究
引言
多相永磁同步整流发电机因其功率密度高、功率因数高、直流供电容量大、可靠性高，广泛应用于船舶电力系统中。发电时带动发电机转动的发动机转速会有波动，船上用电设备的状态也在变化，当发动机转速或负载发生变化时，需要研究的多相可控整流技术能够提供高质量的５００Ｖ 直流电压。
1概述
在三相可控整流电路中，向晶闸管整流电路供电的交流侧电源通常来自电网，电网电压的频率不是固定不变的，而是会在允许范围内有一定的波动。触发电路除了应当保证工作频率与主电路交流电源的频率一致外，还应保证每个晶闸管触发脉冲与施加于晶闸管的交流电压保持固定、正确的相位关系；提供给触发电路合适相位的电压称为同步信号电压，正确选择同步信号电压与晶闸管主电压的相位关系称为同步或定相。同步是指把一个与主电路晶闸管电源电压保持合适相位关系的电压提供给触发电路，使得触发脉冲的相位出现在被触发晶闸管承受正向电压的区间，确保主电路各晶闸管在每一个周期中按相同的顺序和触发延迟角被触发导通。同步或定相问题是三相变流电路的重要组成部分。在安装、调试晶闸管装置时，应特别注意同步问题。有时分别检查晶闸管主电路和触发电路都正常，但连接起来工作不正常，输出电压的波形不规则。这种故障往往是由不同步造成的。为保证触发电路和主电路频率一致，利用一个同步变压器，将其一次侧接入为主电路供电的电网，由其二次侧提供同步电压信号，这样，由同步电压决定的触发脉冲频率与主电路晶闸管电压频率始终是一致的。接下来的问题是触发电路的定相，即选择同步电压信号的相位，以保证触发脉冲相位的正确。下面以主电路为三相桥式全控整流电路、采用锯齿波的触发电路为例，讲述触发电路的定相。
2优化措施分析
2.1控整流的输出功率及功率因数分析
在无线充电的接收端可控整流功率控制中，谐振腔的输出电压uab成为占空比不同的含死区方波。相对于其他控制方法，uab引入了更多的高频成分，并且电压uab还滞后于电流iL，f2，相当于引入了一个容性负载。高频谐波的引入和容性负载不仅导致了功率因素的降低，而且可能导致发射端的开关管进入容性开通区域，影响其软开关，造成效率的降低和开关管寿命的严重缩短。要分析uab的高频谐波的响应，以往采用的基波分析法已经不再适用。采用了建立无线充电线圈的T形等效电路模型，再通过叠加原理，分别计算了uAB和uab单独作用时的响应。方法是将副边元件映射到原边，再应用互感等效去掉耦合互感。其中Lm是映射到原边的磁化电感。上角带撇号的量，表示是由接收端映射到发射端。
按照叠加原理，作为一个线性系统，电路的响应可以是多个激励单独作用的叠加，因此，整个电路的响应可以看做uAB和u'ab单独作用时的响应的叠加。
2.2实现同步的方法
触发电路要与主电路电压取得同步，首先二者应由同一电网供电，保证电源频率一致；其次要根据主电路的形式选择合适的触发电路；最后依据整流变压器的联结组标号、主电路线路形式、负载性质确定触发电路的同步电压，并通过同步变压器的正确连接加以实现。由于同步变压器二次电压要分别接到各单位触发电路，而一套主电路的各单元触发装置一般有公共“接地”端点，所以，同步变压器的二次侧只能是星形联结。由于整流变压器、同步变压器二者的一次绕组总是接在同一三相电源上，对于同步变压器联结组标号的确定，可采用简化的电压矢量图解方法确定出变压器的钟点数。简化的电压矢量图解方法是以三相变压器一次侧任一线电压为参考矢量，箭头向上，作为时钟长针，指向12点位置，然后画出对应二次侧线电压矢量，作为短针方向，短针指向几点就是几点钟接法。
2.3充电电流关断电路
蓄电池电压逐渐上升，从而使电阻Ｒ１以及电位器Ｐ１构成的电阻网络两端电压也上升，这时电容器Ｃ１通过地充电，当充电电压达到设定电压时，稳压二极管Ｄ４被反向击穿导通，引起电流流过单向可控硅ＴＨ２的门极，只要该电流大于单向可控硅ＴＨ２的阈值电流ＩＧＴ，ＴＨ２导通，这一过程使单向可控硅ＴＨ１的门极电压低到控制极触发电压ＵＧＴ（阈值电压）以下，导致触发电流低到维持电流以下，在工频电流过零瞬间ＴＨ１关断，从而切断了充电电流，使蓄电池与充电电路断开，安培计读数也为０。一段时间后，当蓄电池电压再次降到其标准电压以下时，则可控硅ＴＨ２的门极电流逐渐减小，当ＴＨ２门极电压小于可控硅阈值电压ＵＧＴ时，门极电流小于该可控硅阈值电流ＩＧＴ，导致ＴＨ２最后终于关断。而到ＴＨ１的门电流却增加，当ＴＨ１门电流大于其阈值电流时，使ＴＨ１导通，充电电流再次流经蓄电池，为蓄电池充电。以上过程循环往复，形成一套蓄电池自动充电系统，只要每隔一个月开关一次充电机，就可以保证蓄电池内部化学离子总是处于完全激活状态，对于延长蓄电池的使用寿命极有益处。当然如果一直保持充电机通电，对蓄电池也没有什么损害，只是浪费一些电力而已。
3变转速工况的仿真分析
在发电时是由发动机带动双三相永磁同步发电机转动发电，由于没有控制发动机的转速，所以发电运行过程中发动机转速不可避免地有一定幅度的波动，此时仍然需要保持直流母线电压稳定不变。在仿真中，电压外环给定值为５００Ｖ，直流侧５００Ω电阻负载不变，在１ｓ时将发电机的转速从５ ５００ｒｐｍ提升至６ ０００ｒｐｍ，以此模拟发电机转速变化的工况，发电机转速在１ｓ时刻发生变化时，直流侧母线电压经过短暂波动后能保持稳定在５００Ｖ，恢复时间约为０．１ｓ，波动幅度约为１５Ｖ。因此，本文设计的双三相永磁同步可控整流控制系统在转速变化的工况下有良好的动静态性能，能快速恢复并保持直流母线电压稳定在５００Ｖ。
结语
为防止电网电压波形畸变对触发电路产生干扰，可对同步电压进行R-C滤波，当R-C滤波器产生滞后角时，还要考虑滞后角度及对应连接问题。
参考文献
[1]薛山．多相永磁同步电机驱动技术［Ｄ］．北京：中国科学院研究生院，2005．
[2]李山．多相感应电机控制技术的研究［Ｄ］．重庆：重庆大学，2009．
[3]杨金波．双三相永磁同步电机驱动技术研究［Ｄ］．哈尔滨：哈尔滨工业大学，2011．