隨著電力電子技術的發展,各類電力電子裝置應運而生,這些產品在出廠前需要根據不同的需要進行相應的測試和校驗。傳統的負載測試存在著能耗大、靈活性差等諸多缺點,已經越來越不能滿足各種測試場合的要求,特別是一些要求用動態變化的負載、非線性負載、具有負阻特性的負載以及有源負載等測試場合。因此針對這一問題,本文利用電力電子技術結合計算機技術、控制技術等設計了一種通用的交流電子負載模擬裝置,以滿足各種測試場合的要求。 @@ 交流電子負載是一種可以模擬真實負載的電力電子裝置,它不但可以模擬傳統的線性負載,也可以模擬各種非線性負載、有源負載等其他形式的負載。目前國內外對電子負載的研究還不成熟,有些是使交流電源按照一定的功率放電,但是輸出電流卻與真實負載測試下的電流有較大的差別;而有些雖然能夠準確控制電源的放電電流取得和真實負載一樣的效果,但試驗電能完全被消耗掉,造成很大的浪費。本文研究的新型交流電子負載克服了以上電子負載方案的缺點,可以滿足各種試驗場合的測試需求,能夠在很大程度上減少能量浪費,豐富試驗樣式且節約試驗成本。 @@ 本文分析了能饋式交流電子負載的模擬原理,確定了采用中間直流環節的交-直-交主電路結構,其一端接待測交流電源,另一端接低壓交流電網。前級負載模擬環節和后級能量回饋環節均采用可四象限運行的電壓型PWM(Pulse Width Modulation)變換器。負載模擬環節直接與待測電源連接,采用電流滯環瞬時值比較方式,使電源輸出的實際電流信號準確、快速的跟蹤其指令電流信號值,使得電子負載對待測電源呈現設定的負載形式,完成電子負載的模擬功能;能量回饋環節與電網連接,通過控制輸出電流與電網電壓同頻、同相位,實現試驗電能的單位功率因數回饋電網的目的,變換器的控制采用常規的雙閉環控制方式,電流內環控制實際電流跟蹤指令值的變化,電壓外環通過控制輸出電流的大小使直流側母線電壓穩定為設定指令值。 @@ 電子負載系統在負載模擬部分通過人機接口設定具體負載形式和負載屬性,為了更加準確快速的得到電流指令信號值,文中采用更加直接的數值計算方 法,由數字信號處理器實時計算出該給定負載模式下的指令電流值。使用交流小信號分析法得到了系統的頻域方塊圖,并對主電路元件參數以及調節器進行了優化設計。針對大功率開關管開關頻率存在的限制,本文提出了幾種提高電流跟蹤精度的改進方法,取得了良好的效果。整個系統在PSIM平臺上進行了不同工作模式下的仿真,仿真結果表明方案切實可行。最后依據仿真方案設計基于TMS320F2812的控制系統和功率電路,使用PROTEL軟件進行了原理圖的繪制。@@關鍵詞:電子負載;能量回饋;電壓型變換器;滯環PWM電流控制;雙閉環;PWM整流器
上傳時間: 2013-05-26
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作為新一代直流輸電技術,基于電壓源換流器的高壓直流輸電憑借其獨特的技術優點取得了飛速的發展,并已在新能源發電系統聯網、電網非同步互聯、無源系統供電、無功補償等場合得到實際工程應用。在我國,VSC-HVDC的研究尚處于起步階段。本論文著重開展了VSC-HVDC技術的數學建模和控制策略的研究。論文的主要工作和取得的創新性成果如下: 1.建立了系統標么值模型,分析了VSC-HVDC的運行原理和穩態功率特性。明確了系統主電路參數對運行特性的影響,在此基礎上提出了一種功率定義下的換流電抗、直流電壓和直流電容以及頻域下的交流濾波器參數設計方法。 2.設計了一種基于無差拍控制的VSC-HVDC直接電流離散控制器。針對控制系統存在的VSC電壓輸出能力限制、PI控制器積分飽和現象和離散采樣時間延遲問題,提出了相應的解決方法,推導了其電流內環控制器與功率外環離散控制器的設計原則。 3.推導了換流站網側與VSC交流側功率節點以及換流電抗與損耗電阻上的瞬時功率方程,在此基礎上提出了一種換流站網側功率節點控制并補償換流電抗與損耗電阻消耗二倍頻功率的不平衡控制策略,設計了該控制策略下的雙序矢量控制器模型。同時針對傳統dq軟件鎖相環在電壓不平衡時鎖相速度慢的缺點,提出了一種基于前置相序分解的頻率自適應dq鎖相環,提高了不平衡控制算法的動態性能與穩態特性。 4.對VSC閥在交流電網低電壓故障下的過流現象進行分析并提出了一種考慮正負序分量影響的指令電流限制器,保證了故障限流效果。分析比較了VSC閥電流裕度穿越法和指令電流限制器穿越法的特性,在此基礎上提出一種結合正負序指令電流限制器與控制模式切換的交流電網低電壓穿越控制方法,從而解決交流電網低電壓故障時系統穩定與VSC過流問題。 5.在分析現有VSC-HVDC拓撲的基礎上,從降低電力電子器件直接串聯數目、器件開關頻率和簡化主電路拓撲結構三個方面出發,將傳統直流輸電中常用的變壓器隔離式多模塊結構引入VSC-HVDC系統,并針對該模塊級聯式拓撲提出一種系統協調控制與模塊獨立運行相結合的新型控制策略。針對該拓撲下送端站存在的各模塊直流側電容電壓均衡問題,提出了一種基于有功分量調節的直流側電壓控制方法。
上傳時間: 2013-06-03
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以諧波抑制,無功補償為主要功能的有源電力濾波器的基本理論已經成熟,但是市場尚無成熟的諧波有源抑制產品,同時電網諧波問題日益突出,因此需要對有源電力濾波器進行產業化應用研究。并聯有源電力濾波器以其安裝、維護方便,成為商用化產品的主流。所以本文針對并聯有源電力濾波器,展開產業化應用研究。 本文研究工作首先由如下工程問題引出:并聯有源電力濾波器在補償辦公樓電氣負載產生的諧波電流時,會出現諧波放大現象。辦公樓電氣負載主要是計算機、開關電源、不間斷電源、電壓型變頻器等,這些都是電壓型諧波源.本文以電容濾波型整流電路(電壓型諧波源)的分析作為切入點,基于“分段線性化”方法,對并聯有源電力濾波器補償電容濾波型整流負載進行了穩態分析,得到系統的電流和電壓波形,進而獲得其頻譜特性。通過本文所述穩態分析方法,可以從理論上理解并聯有源電力濾波器補償電容濾波型整流負載的工作過程,對有源電力濾波器的應用研究具有重要的理論和實際意義。 本文在分析辦公樓負載電氣特性的基礎上,建立了有源電力濾波器補償容性負載的簡化模型,依據該模型分析了負載中容性元件的電容值與諧波電流放大之間的關系;為了克服諧波放大現象,本文首先通過負載電流采樣環節后加裝濾波器的方式,將電流諧振頻率分量從采樣值中濾除,雖然達到了抑制諧波放大的目的,但是由于延時的引入,使得補償后網側電流畸變率(THD)急劇升高;然后根據這一思路,采用基于快速傅立葉變換(FFT)的有選擇諧波補償方法將電流諧振頻率分量從負載電流采樣值中濾除,使得系統在諧振頻率處變為開環控制,使系統穩定。經過對辦公樓負載的實際并網諧波補償實驗證明基于FFT的有選擇諧波補償方法對于抑制諧波放大是有效的。本創新點的研究工作對于實際工程應用具有參考價值。 為了滿足大容量的諧波抑制要求,本文提出了模塊化有源電力濾波器并聯補償方案,該方案的特點是模塊化結構及N+1冗余并聯控制策略、主從總線結構及主機產生、負載電流檢測方案以及并聯均流策略。主機產生及負載電流檢測是這一并聯方案的突出特點,體現了本文的創新性工作。本文還對多模塊并聯系統進行了建模和穩定性研究;依據模塊化并聯補償方案,在省科技計劃重點項目的支持下,對有源電力濾波器進行產業化研究,從項目方案、設計、器件選型,樣機調試、滿功率運行及性能檢測、樓宇負載與工業負載的實際并網實驗,直至工業樣機定型,對有源電力濾波器的產業化應用研究起了較大的推進作用,支撐項目目前已經有定型的工業化產品推出。 全文圍繞上述三個方面展開,章節分排如下:(1)第一章從實際應用角度,總結闡述了有源電力濾波技術在諧波檢測、電流跟蹤控制、拓撲結構三個方面的研究進展;(2)第二章對并聯有源電力濾波器補償電容濾波型整流負載進行了穩態分析;(3)第三章分析了有源電力濾波器補償容性負載時出現的諧波放大現象,并利用FFT方法使得系統在諧振頻率處變為開環控制,達到抑制諧波放大的目的;(4)第四章、第五章提出有源電力濾波器模塊化并聯方案,并詳細說明了模塊化并聯系統的設計和實驗;(5)第六章對全文進行了總結,并對今后的研究工作進行了展望。
上傳時間: 2013-04-24
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當今高新技術不斷發展,越來越多的高精度儀器設備對輸入電源,特別是對輸入交流電源的穩壓精度要求越來越高。與此同時,隨著我國經濟的發展和用電負載的急劇增加,電壓波動和波形畸變等供電質量問題日趨突出,不能滿足高精度儀器設備的需要,因而就需要在電網和這些設備之間增加高穩壓精度、寬穩壓范圍的交流穩壓電源。基于Delta逆變技術的交流穩壓電源既能進行瞬時的交流電壓穩定補償,又能提高整流輸入端的功率因數,減少諧波對電網的污染,因而具有重要的實際意義和研究價值。 本文采取串聯補償型變換器作為主電路的拓撲結構,并從能量雙向傳輸方面對主電路進行了詳細闡述。針對Delta逆變器工作特點對交流穩壓電源的工作原理進行了分析,并提出一種正向補償采取整流加高頻斬波,負向補償采取有源箝位Buck變換器的工作模式。建立Delta逆變器與電網相互作用的等效電路模型,得出了理想補償電壓與實際補償電壓定量關系式,分析了逆變輸出濾波器的結構、位置對濾波效果的影響和電氣參數對實際補償效果的作用規律。完成了逆變器的輸出濾波器、補償變壓器的設計和PWM整流器電容參數的計算。 針對穩壓系統中Delta逆變器和PWM整流器兩個主體環節,對Delta逆變器的前饋、反饋控制特性和PWM整流器的間接、直接電流控制特性分別進行了綜合比較,并應用MATLAB軟件建立了改進前饋控制與直接電流控制的仿真模型,對Delta逆變交流穩壓速度和精度進行了系統仿真分析,給出了仿真波形,驗證了文中所述控制策略的可行性。
上傳時間: 2013-07-10
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各類交流電源在產品開發過程中都需要進行長時間的帶載測試,以檢驗其電氣性能。傳統使用電阻、電感和電容這類無源元件作為負載的測試方法存在參數調節不方便、發熱量大、耗能等諸多缺點。為克服傳統測試方法的不足,本文研究了一種帶能量回饋功能的交流電子負載裝置,采用交直交變換結構,由具有公共直流母線的兩級電壓型PWM整流器組成。通過控制前級PWM整流器的輸入功率因數,在其輸入端模擬不同阻抗特性的負載;后級PWM整流器工作在并網逆變狀態,將被測試電源發出的電能回饋至電網進行循環利用。 交流電子負載屬于一種測試設備,需要實現用戶交互、通訊、監控等功能,因此采用了以DSP芯片為核心的數字控制方案。本文首先探討了數字控制技術對變換器性能的影響,重點討論了當數字脈寬調制器精度不足時會引起輸出產生極限環振蕩的問題。分析了極限環振蕩產生的原因,并以BUCK、BOOST和BUCK-BOOST三種基本變換器的數字控制器設計為例,推導出了為避免極限環振蕩,數字脈寬調制器應滿足的最小精度要求。在MATLAB中建立了數字控制器的仿真模型,設計了一臺數字控制BUCK變換器實驗樣機,仿真和實驗結果驗證了理論分析的正確性。 根據處理電能方式的不同,交流電子負載可分為能量消耗型和能量回饋型兩大類。本文首先針對交流電源產品的功能性測試應用場合,提出了一種新的能量消耗型交流電子負載結構和相應的控制方法。然后重點介紹了能量回饋型交流電子負載的工作原理及其控制策略。分析了功率電路中主要元件參數的選取方法。其中,對工作在任意功率因數情況下的單相PWM整流器中交流濾波電感的取值作了重點討論。在Saber軟件中建立了系統的仿真模型,設計了一臺以TMS320F2812 DSP芯片為控制核心的能量回饋型交流電子負載原理樣機,仿真和實驗結果驗證了系統方案的可行性和正確性。最后針對交流電子負載的并網能量回饋功能,初步分析了一種基于正反饋思想的并網系統孤島檢測方法,并進行了仿真驗證。
上傳時間: 2013-07-29
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附錄 光盤說明\r\n本書附贈的光盤包括各章節實例的設計工程與源碼,所有工程在下列軟件環境下運行通過:\r\n? Windows XP SP2\r\n? MATLAB\r\n? Altera Quartus II \r\n? synplify8.4\r\n? modelsim_ae6.1\r\n\r\n光盤目錄與實例名稱的對應關系如下:\r\n\r\n cht02文件夾中存放的是書中第2章中的例子,讀者可以將一些簡單例子的代碼 \r\n拷貝到MATLAB命令窗口進行運行,也可以把
上傳時間: 2013-08-11
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基于FPGA的交通燈的設計 有Verilog HDL 源碼、仿真圖與引腳配置圖,已下載實現\r\n
上傳時間: 2013-08-18
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CPLD源碼 達芬奇開發套件 很好 \r\n查詢更多詞典\r\n搜索因特網
上傳時間: 2013-09-01
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VHDL語言編寫的FIR濾波器源碼\r\n對于嵌入式設計者有很好的指導作用\r\n
上傳時間: 2013-09-03
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VERILOG HDL 實際工控項目源碼\r\n開發工具 altera quartus2
上傳時間: 2013-09-05
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