隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，越來(lái)越多的電力電子裝置被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，給電網(wǎng)注入了不可忽視的無(wú)功以及諧波電流。 本文首先介紹了諧波的概念和諧波的危害，闡述了諧波問(wèn)題研究的必要性和緊迫性，并對(duì)諧波抑制的方法作了簡(jiǎn)單的介紹。并在此基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)有源濾波器和無(wú)源濾波器各自的優(yōu)缺點(diǎn)以及有源濾波器裝置的結(jié)構(gòu)、原理的分析，提出了基于DSP控制器的三相三線(xiàn)制并聯(lián)型有源電力濾波器裝置的設(shè)計(jì)方案。 并聯(lián)有源電力濾波器主電路設(shè)計(jì)是核心環(huán)節(jié)之一。本文在三相三線(xiàn)并聯(lián)型有源電力濾波器數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)采用空間矢量調(diào)制的有源電力濾波器的工作過(guò)程的研究和分析，揭示了主電路各參數(shù)之間的相互關(guān)系。根據(jù)瞬態(tài)電流跟蹤指標(biāo)的要求推導(dǎo)出并聯(lián)APF輸出電感的估算公式。基于對(duì)電流跟蹤誤差矢量的度量，推導(dǎo)出直流側(cè)電容電壓臨界值表達(dá)式。詳細(xì)介紹了輸出濾波器參數(shù)的設(shè)計(jì)方法。 實(shí)時(shí)、高精度的諧波檢測(cè)是有源電力濾波器的重要部分。本文詳細(xì)地介紹了瞬時(shí)無(wú)功功率理論，選擇檢測(cè)負(fù)載電流的方式以提取諧波。提出了用滑窗迭代作為低通濾波的數(shù)字算法，以快速分離負(fù)載電流中的基波分量得到諧波指令。以全數(shù)字控制為重點(diǎn)，對(duì)電流環(huán)的數(shù)字控制方式，包括數(shù)字PI調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)做出了比較詳細(xì)的分析。 本文用MATLAB/SIMULINK中的電力系統(tǒng)模塊對(duì)有源電力濾波器進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真研究。仿真結(jié)果表明這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的有源電力濾波器對(duì)電力系統(tǒng)中的諧波抑制具有較好的效果。 在理論分析和仿真研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于TMS320LF2407A控制的并聯(lián)型電力有源濾波器，對(duì)其控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。研制了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，對(duì)并聯(lián)型電力有源濾波器進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)研究。
標(biāo)簽： 并聯(lián) 三相 三線(xiàn)制
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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繞組勵(lì)磁同步電機(jī)具有功率因數(shù)可調(diào)、效率高等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)大功率場(chǎng)合獲得了廣泛應(yīng)用，因此研究和開(kāi)發(fā)高性能的繞組勵(lì)磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。目前開(kāi)發(fā)高性能繞組勵(lì)磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所采用的控制方案主要有兩種：一種是直接轉(zhuǎn)矩控制（DTFC）；另一種是磁場(chǎng)定向矢量控制（FOC）。繞組勵(lì)磁同步電機(jī)的矢量控制策略具有控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，物理概念清晰，電流、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小，轉(zhuǎn)速響應(yīng)迅速，易實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制等優(yōu)點(diǎn)。因此，在交流傳動(dòng)領(lǐng)域中，越來(lái)越受到學(xué)者的關(guān)注。但是，無(wú)論在國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，交直交型繞組勵(lì)磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的研究還缺乏全面深入的理論研究，還沒(méi)有建造起矢量控制系統(tǒng)的理論體系構(gòu)架。本文對(duì)繞組勵(lì)磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行了初步的理論探討，并進(jìn)行了詳細(xì)的實(shí)踐研究，為以后更深入、廣泛地研究此系統(tǒng)，打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本論文主要研究?jī)?nèi)容如下： @@ 通過(guò)廣泛的查找文獻(xiàn)，對(duì)幾種常見(jiàn)的同步電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了綜述，分析了同步電機(jī)變頻調(diào)速原理，在此基礎(chǔ)上，講述了無(wú)傳感器技術(shù)在同步電機(jī)中的應(yīng)用現(xiàn)狀。無(wú)傳感器技術(shù)主要有兩大類(lèi)：基于基波量的檢測(cè)方法和基于外加信號(hào)的激勵(lì)法。隨后，對(duì)轉(zhuǎn)子初始位置的估計(jì)進(jìn)行了綜述，其方法有：基于電機(jī)定子鐵芯飽和效應(yīng)的轉(zhuǎn)子位置估計(jì)，高頻信號(hào)注入法，基于定子繞組感應(yīng)電壓的估計(jì)法和基于相電感計(jì)算法等。繞組勵(lì)磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置估計(jì)的研究還很少。 @@ 對(duì)繞組勵(lì)磁同步電機(jī)矢量控制的理論進(jìn)行了全面深入地研究，建立起矢量控制的理論體系構(gòu)架。 @@ 首先，基于磁勢(shì)等效原理，將三相靜止交流信號(hào)等效變換為兩相旋轉(zhuǎn)直流信號(hào)，將交流電機(jī)等效為直流電機(jī)進(jìn)行控制。在Clarke變換和Park變換的基礎(chǔ)上，得到凸極同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的電壓矩陣方程、功率方程和運(yùn)動(dòng)方程。根據(jù)上述方程，繪出dq軸的等值電路及矢量圖，得到狀態(tài)空間描述的dq軸數(shù)學(xué)模型。 @@ 其次，根據(jù)模型參考自適應(yīng)原理，對(duì)同步電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行估計(jì)。忽略同步電機(jī)d軸阻尼繞組的作用，取同步轉(zhuǎn)速為零，得到同步電機(jī)αβ靜止坐標(biāo)系下 的數(shù)學(xué)模型。將不含有轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速信息的方程作為參考模型，將含有轉(zhuǎn)速參數(shù)的方程作為可調(diào)模型，根據(jù)波波夫超穩(wěn)定性和正性原理，對(duì)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速進(jìn)行估計(jì)。@@ 最后，根據(jù)模型參考自適應(yīng)估計(jì)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，設(shè)計(jì)磁通觀測(cè)器來(lái)估計(jì)轉(zhuǎn)子磁通，實(shí)現(xiàn)磁通反饋閉環(huán)控制。磁通觀測(cè)器采用降維觀測(cè)器，僅對(duì)轉(zhuǎn)子磁通分量進(jìn)行重構(gòu)，并通過(guò)極點(diǎn)配置算法，合理配置觀測(cè)器的極點(diǎn)，使觀測(cè)器滿(mǎn)足系統(tǒng)的性能指標(biāo)，達(dá)到磁通觀測(cè)的目的。 @@ 新穎的空間矢量脈寬調(diào)制算法。從空間矢量的基本概念入手，深入分析了定子三相對(duì)稱(chēng)電壓與空間電壓矢量之間的關(guān)系。由三相電壓源型逆變器輸出電壓波形得到六個(gè)有效開(kāi)關(guān)狀態(tài)矢量，這六個(gè)開(kāi)關(guān)矢量和兩個(gè)零矢量合成一組等幅不同相的電壓空間矢量，去逼近圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。其次，根據(jù)空間電壓矢量所在的扇區(qū)，選擇相鄰有效開(kāi)關(guān)矢量，在伏秒平衡的法則下，計(jì)算各有效開(kāi)關(guān)矢量的作用時(shí)間。并且，探討了扇區(qū)判斷和扇區(qū)過(guò)渡問(wèn)題，定性分析了空間矢量脈寬調(diào)制（SVPWM）的性能。最后，根據(jù)每個(gè)扇區(qū)中開(kāi)關(guān)矢量作用時(shí)間，采用軟件構(gòu)造法，在TMS320LF2407A硬件上實(shí)現(xiàn)了SVPWM。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，能夠有效的提高直流母線(xiàn)的電壓利用率，具有在低頻運(yùn)行穩(wěn)定，逆變器輸出電流正弦度好等優(yōu)點(diǎn)。 @@ 空間矢量過(guò)調(diào)制算法的研究。在上述線(xiàn)性調(diào)制的基礎(chǔ)上，提出一種基于電壓空間矢量的過(guò)調(diào)制方法。過(guò)調(diào)制區(qū)域根據(jù)調(diào)制度分成兩種不同的模式，分別為模式Ⅰ（0．907
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本文介紹了埋弧焊的特點(diǎn)、發(fā)展過(guò)程、國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀；分析了軟開(kāi)關(guān)逆變式主回路的優(yōu)點(diǎn)、模擬電路控制系統(tǒng)和數(shù)字化控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，指出數(shù)字化控制是逆變埋弧焊機(jī)控制的發(fā)展方向；對(duì)埋弧焊接工作原理和埋弧焊機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，介紹了交流方波埋弧焊的優(yōu)點(diǎn)；論述了變動(dòng)送絲電弧控制系統(tǒng)的原理及影響因素，并且分析了變動(dòng)送絲情況下焊接電弧的穩(wěn)定性，為逆變式交流方波埋弧焊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。 在分析傳統(tǒng)交流方波埋弧焊主回路的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了主回路結(jié)構(gòu)，對(duì)主回路中一次、二次逆變回路的軟開(kāi)關(guān)工作方式進(jìn)行分析并做了簡(jiǎn)單仿真。IGBT是逆變電源的核心部件，文中論述了IGBT功率器件的選型和各種保護(hù)措施以保證系統(tǒng)的可靠工作。焊機(jī)工作發(fā)熱量很大，本文介紹了整機(jī)和關(guān)鍵器件的熱設(shè)計(jì)。 數(shù)字化控制方式是逆變埋弧焊機(jī)控制的發(fā)展方向，本文采用“MCU+DSP”的控制結(jié)構(gòu)，對(duì)埋弧焊的整個(gè)焊接過(guò)程進(jìn)行精確控制。文中詳細(xì)介紹了主控制板的設(shè)計(jì)思路和電源、電流與電壓反饋、控制芯片最小系統(tǒng)、通信與保護(hù)工作電路。焊機(jī)的工作中，各種干擾不可避免，對(duì)各種可能干擾分析的基礎(chǔ)上在硬件電路設(shè)計(jì)和PCB板的制作中采取了相應(yīng)的抗干擾措施。軟件設(shè)計(jì)是焊接穩(wěn)定進(jìn)行的關(guān)鍵因素，文中介紹了控制系統(tǒng)中關(guān)鍵步驟的軟件設(shè)計(jì)思路和流程并在軟件的實(shí)現(xiàn)中采用抗干擾措施。 最后，對(duì)采用本控制系統(tǒng)的埋弧焊機(jī)進(jìn)行初步實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明本文所設(shè)計(jì)的埋弧焊機(jī)控制系統(tǒng)能夠滿(mǎn)足逆變埋弧自動(dòng)焊的要求，具有電路簡(jiǎn)單，控制精度高，抗干擾能力強(qiáng)、操作方便、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，提高了焊機(jī)的綜合性能及自動(dòng)化程度。 本課題所設(shè)計(jì)的逆變式交流方波埋弧焊電源具有良好的輸出特性和控制性能，可滿(mǎn)足埋弧自動(dòng)焊和手工焊的要求。采用交流方波的焊接波形、對(duì)焊接整個(gè)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)軟件控制，電弧穩(wěn)定，焊接效果好。 關(guān)鍵詞：埋弧焊；交流方波；逆變；軟開(kāi)關(guān)
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隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，照明用電占人類(lèi)總發(fā)電量的比重也越來(lái)越大，對(duì)電子鎮(zhèn)流器的要求也越來(lái)越高，即功率因數(shù)高低的要求更加明確，功率因數(shù)高低已成為綜合衡量整流設(shè)備的一個(gè)重要指標(biāo)。 本次課題采用功率因數(shù)控制芯片UC3854為核心，設(shè)計(jì)了一種較寬電壓輸入范圍、固定電壓輸出的250W的AC/DC變換器。對(duì)該變換器所用的有源功率因數(shù)校正（APFC）系統(tǒng)與UC3854芯片的原理和結(jié)構(gòu)做了詳細(xì)的分析與討論，介紹了UC3854的管腳排列及功能。所設(shè)計(jì)的以UC3854為核心的有源功率因數(shù)校正器能在90V～220V的寬電壓輸入范圍內(nèi)得到穩(wěn)定的380V直流電壓輸出，并使功率因數(shù)達(dá)到0.99以上。 MATLAB強(qiáng)大的信號(hào)分析處理能力對(duì)高效地設(shè)計(jì)APFC系統(tǒng)及整定各個(gè)環(huán)節(jié)的參數(shù)帶來(lái)了極大便利。本文同時(shí)也采用MATLAB設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)有源功率因數(shù)校正器的仿真，用SIMULINK已有模塊模擬了UC3854的控制過(guò)程，給出了仿真電路和波形。 本文創(chuàng)新性的將系統(tǒng)工程引入APFC電路中，將系統(tǒng)工程中的建模分析和狀態(tài)空間法應(yīng)用到此次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，使得此次工程設(shè)計(jì)提升到了抽象的數(shù)學(xué)概念上。用數(shù)學(xué)模型可以表達(dá)出主電路的工作原理，從狀態(tài)空間法中找出了改變系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的相應(yīng)參數(shù)，為此類(lèi)電路的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
標(biāo)簽： 有源功率因數(shù) 校正技術(shù)
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數(shù)字技術(shù)、電力電子技術(shù)以及控制論的進(jìn)步推動(dòng)弧焊電源從模擬階段發(fā)展到數(shù)字階段。數(shù)字化逆變弧焊電源不僅可靠性高、控制精度高而且容易大規(guī)模集成、方便升級(jí)，成為焊機(jī)的發(fā)展方向，推動(dòng)了焊接產(chǎn)業(yè)的巨大發(fā)展。針對(duì)傳統(tǒng)的埋弧焊電源存在的體積大、控制電路復(fù)雜、可靠性差等問(wèn)題，本文提出了雙逆變結(jié)構(gòu)的焊機(jī)主電路實(shí)現(xiàn)方法和基于“MCU+DSP”的數(shù)字化埋弧焊控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。 本文詳細(xì)介紹了埋弧焊的特點(diǎn)和應(yīng)用，從主電源、控制系統(tǒng)兩個(gè)方面闡述了數(shù)字化逆變電源的發(fā)展歷程，對(duì)數(shù)字化交流方波埋弧焊的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了深入探討，設(shè)計(jì)了雙逆變結(jié)構(gòu)的數(shù)字化焊接系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的交流方波輸出。 根據(jù)埋弧焊的電弧特點(diǎn)和交流方波的輸出特性，本文采用雙逆變結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)焊機(jī)主電路，一次逆變電路選用改進(jìn)的相移諧振軟開(kāi)關(guān)，二次逆變電路選用半橋拓?fù)湫问剑⒀芯苛藘纱文孀冞^(guò)程的原理和控制方式，進(jìn)行了相關(guān)參數(shù)計(jì)算。根據(jù)主電路電路的設(shè)計(jì)要求，電流型PWM控制芯片UC3846用于一次逆變電路的控制并抑制變壓器偏磁，選擇集成驅(qū)動(dòng)芯片EXB841作為二次逆變電路的驅(qū)動(dòng)。 本課題基于“MCU+DSP”的雙機(jī)主控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)焊接電源的控制。其中主控板單片機(jī)ATmega64L主要負(fù)責(zé)送絲機(jī)和行走小車(chē)的速度反饋及閉環(huán)PI運(yùn)算、電機(jī)PWM斬波控制以及過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)熱等保護(hù)電路的控制。DSP芯片MC56F8323則主要負(fù)責(zé)焊接電流、焊接電壓的反饋和閉環(huán)PI運(yùn)算以及控制焊接時(shí)序，以確保良好的電源外特性輸出。外部控制箱通過(guò)按鍵、旋轉(zhuǎn)編碼器進(jìn)行焊接參數(shù)和焊接狀態(tài)的給定，預(yù)置和顯示各種焊接參數(shù)，快速檢測(cè)焊機(jī)狀態(tài)并加以保護(hù)。 主控板芯片之間通過(guò)SPI通訊，外部控制箱和主控板之間則通過(guò)RS—485協(xié)議交換數(shù)據(jù)。通過(guò)軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)焊接參數(shù)的PI調(diào)節(jié)，精確控制了焊接過(guò)程，并進(jìn)行了抗干擾設(shè)計(jì)，解決了影響數(shù)字化埋弧焊電源穩(wěn)定運(yùn)行的電磁兼容問(wèn)題。 系統(tǒng)分析了交流方波參數(shù)的變化對(duì)焊接效果的影響，通過(guò)對(duì)焊接電流、焊接電壓的波形分析，證明了本課題設(shè)計(jì)的埋弧焊電源能夠精確控制引弧、焊接、 收弧等焊接時(shí)序，并可以有效抑制功率開(kāi)關(guān)器件的過(guò)流和變壓器的偏磁問(wèn)題，取得了良好的焊接效果。 最后，對(duì)數(shù)字化交流方波埋弧焊的控制系統(tǒng)和焊接試驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)，分析了系統(tǒng)存在的問(wèn)題和不足，并指出了新的研究方向。 關(guān)鍵詞：埋弧焊；交流方波；數(shù)字化；逆變；軟開(kāi)關(guān)技術(shù)
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石油鉆采設(shè)備通常工作于公共電網(wǎng)所不及的沙漠、海洋和陸地等環(huán)境場(chǎng)合，其中的電站子系統(tǒng)由數(shù)臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組及其相應(yīng)的控制系統(tǒng)構(gòu)成，為石油鉆機(jī)提供動(dòng)力電源（小電網(wǎng)供電系統(tǒng)）。石油鉆機(jī)中的鉆井設(shè)備（絞車(chē)、泥漿泵和轉(zhuǎn)盤(pán)等）由大功率的交流或直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，根據(jù)鉆井工藝需要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和控制轉(zhuǎn)矩，因此，通常采用VFD變頻調(diào)速系統(tǒng)或SCR直流調(diào)速系統(tǒng)來(lái)滿(mǎn)足鉆井工藝要求。眾所周知，電力電子裝置（VFD變頻傳動(dòng)系統(tǒng)和SCR直流傳動(dòng)系統(tǒng)）對(duì)電力系統(tǒng)帶來(lái)諧波污染，尤其是對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組小電網(wǎng)系統(tǒng)，諧波污染的問(wèn)題將更為嚴(yán)重，而且SCR電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的功率因數(shù)較低，也給小電網(wǎng)系統(tǒng)帶來(lái)額外負(fù)擔(dān)，影響供電質(zhì)量。因此，對(duì)石油鉆機(jī)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行諧波抑制和提高功率因數(shù)，顯得尤為重要。本論文正是針對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行的研究和實(shí)踐。 本文對(duì)石油鉆機(jī)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成及其工作原理作了介紹，重點(diǎn)分析了SCR和VFD電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)諧波和無(wú)功功率產(chǎn)生的原因及危害，結(jié)合國(guó)內(nèi)外的研究成果，提出對(duì)石油鉆機(jī)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行諧波抑制和無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆桨福⑵鋺?yīng)用到實(shí)際的工程項(xiàng)目中。 石油鉆機(jī)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為典型的多諧波源系統(tǒng)，本文對(duì)各個(gè)諧波源進(jìn)行了詳細(xì)地分析，并且將多個(gè)諧波源進(jìn)行了合成疊加和計(jì)算，來(lái)確定對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)總的影響（電壓畸變率）；針對(duì)SCR和VFD電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，提出了對(duì)SCR和VFD系統(tǒng)進(jìn)行諧波抑制和無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)牟煌鉀Q方案，即：對(duì)SCR電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，采用有源濾波器+動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)霓k法，來(lái)消除諧波和改善功率因數(shù)；而對(duì)VFD電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，采用有源濾波器來(lái)消除諧波即可。 對(duì)石油鉆機(jī)SCR和VFD電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)諧波進(jìn)行的分析和計(jì)算，為兩系統(tǒng)諧波抑制的方案選型和系統(tǒng)優(yōu)化提供了設(shè)計(jì)依據(jù)。本文選用適合于柴油發(fā)電機(jī)組小電網(wǎng)供電系統(tǒng)的有源濾波器（額定電壓為690V）來(lái)濾除諧波，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，采用一個(gè)諧波源配置一個(gè)有源濾波器的方法，主要解決了CT和PT連接的問(wèn)題，實(shí)踐證明系統(tǒng)配置合理，濾波效果良好。同時(shí)對(duì)SCR電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置，通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了本文對(duì)SCR電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的無(wú)功進(jìn)行了有效地補(bǔ)償。
標(biāo)簽： 石油 無(wú)功補(bǔ)償 鉆機(jī)
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輕型高壓直流輸電系統(tǒng)在解決交流系統(tǒng)非同步互聯(lián)、向偏遠(yuǎn)地區(qū)的無(wú)源負(fù)荷供電、滿(mǎn)足保護(hù)環(huán)境要求等方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。在傳統(tǒng)的基于兩電平或三電平電壓源型換流器的輕型高壓直流輸電系統(tǒng)中，換流器交流側(cè)需要使用體積龐大和笨重的濾波裝置，橋臂的高電壓需要功率開(kāi)關(guān)器件直接串聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)等，增大了換流站的占地空間，降低了換流器的工作效率。 本文針對(duì)傳統(tǒng)輕型高壓直流輸電系統(tǒng)所存在的缺點(diǎn)，采用一種新的模塊化多電平換流器作為輕型高壓直流輸電系統(tǒng)的換流器。分析了模塊化多電平換流器的工作原理，并提出將其應(yīng)用于輕型高壓直流輸電系統(tǒng)的調(diào)制算法和控制策略。最后對(duì)控制系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行一定的探討。通過(guò)仿真驗(yàn)證所提出的調(diào)制算法和控制策略的正確性。具體說(shuō)來(lái)，全文的主要工作體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1、詳細(xì)講述模塊化多電平換流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、子模塊的具體實(shí)現(xiàn)形式及工作原理，并提出適合該換流器的調(diào)制算法。 2、詳細(xì)介紹組成輕型高壓直流輸電系統(tǒng)的電壓源型換流器的工作原理，分析電壓源型換流器的間接電流和直接電流控制策略。 3、對(duì)基于模塊化多電平換流器的輕型高壓直流輸電系統(tǒng)進(jìn)行仿真，驗(yàn)證所提出控制策略的正確性。 4、探討解決模塊化多電平換流器子模塊直流側(cè)電容電壓的均衡問(wèn)題，提出一種較為簡(jiǎn)單有效的控制方法。 5、提出基于模塊化多電平換流器結(jié)構(gòu)的輕型高壓直流輸電控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，并重點(diǎn)講述子模塊的數(shù)字邏輯電路的實(shí)現(xiàn)方法。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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交流伺服技術(shù)是研制開(kāi)發(fā)各種先進(jìn)的機(jī)電一體化設(shè)備，如工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、加工中心等的關(guān)鍵性技術(shù)，但是要提高交流伺服系統(tǒng)的控制性能關(guān)鍵在于伺服控制器對(duì)電機(jī)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)響應(yīng)的控制，要獲得良好的電機(jī)動(dòng)、靜態(tài)性能關(guān)鍵在于伺服控制器的控制算法。為此，本文開(kāi)展了主要針對(duì)電機(jī)控制算法中的PID控制器參數(shù)整定算法研究。研究工作是基于黑龍江省科技攻關(guān)項(xiàng)目為支撐。 本論文在查閱大量文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，掌握了系統(tǒng)構(gòu)成和基本控制原理，并分析了國(guó)內(nèi)交流伺服存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了基于TI公司電機(jī)數(shù)字化控制芯片TMS320F2812的交流伺服控制器的控制單元；基于三菱公司智能化功率器件IPM設(shè)計(jì)了控制器的功率單元；以及電源單元和相關(guān)電路的保護(hù)單元。 基于電機(jī)矢量控制原理，構(gòu)建了永磁同步電機(jī)的矢量控制模型，在原有研究的基本PID控制基礎(chǔ)上，根據(jù)模糊控制的基本原理，研究了應(yīng)用于電機(jī)控制的模糊參數(shù)自整定PID控制器設(shè)計(jì)原理，構(gòu)建模糊參數(shù)自整定PID控制器的數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行該系統(tǒng)的仿真研究和實(shí)際應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。 本文的重點(diǎn)是闡述模糊參數(shù)自整定PID控制器的設(shè)計(jì)原理和方法，利用基于模糊參數(shù)自整定PID控制器的交流伺服系統(tǒng)仿真模型，應(yīng)用Matlab/Simulink仿真軟件平臺(tái)驗(yàn)證模型和算法的正確性，并與常規(guī)PID控制性能進(jìn)行對(duì)比分析。在實(shí)際硬件平臺(tái)驗(yàn)證了本文提出算法的可行性和正確性。 通過(guò)仿真和實(shí)際結(jié)果對(duì)比得出結(jié)論，模糊參數(shù)自整定PID控制器可以提高交流伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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以諧波抑制，無(wú)功補(bǔ)償為主要功能的有源電力濾波器的基本理論已經(jīng)成熟，但是市場(chǎng)尚無(wú)成熟的諧波有源抑制產(chǎn)品，同時(shí)電網(wǎng)諧波問(wèn)題日益突出，因此需要對(duì)有源電力濾波器進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究。并聯(lián)有源電力濾波器以其安裝、維護(hù)方便，成為商用化產(chǎn)品的主流。所以本文針對(duì)并聯(lián)有源電力濾波器，展開(kāi)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究。 本文研究工作首先由如下工程問(wèn)題引出：并聯(lián)有源電力濾波器在補(bǔ)償辦公樓電氣負(fù)載產(chǎn)生的諧波電流時(shí)，會(huì)出現(xiàn)諧波放大現(xiàn)象。辦公樓電氣負(fù)載主要是計(jì)算機(jī)、開(kāi)關(guān)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(diǎn)，基于“分段線(xiàn)性化”方法，對(duì)并聯(lián)有源電力濾波器補(bǔ)償電容濾波型整流負(fù)載進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)分析，得到系統(tǒng)的電流和電壓波形，進(jìn)而獲得其頻譜特性。通過(guò)本文所述穩(wěn)態(tài)分析方法，可以從理論上理解并聯(lián)有源電力濾波器補(bǔ)償電容濾波型整流負(fù)載的工作過(guò)程，對(duì)有源電力濾波器的應(yīng)用研究具有重要的理論和實(shí)際意義。 本文在分析辦公樓負(fù)載電氣特性的基礎(chǔ)上，建立了有源電力濾波器補(bǔ)償容性負(fù)載的簡(jiǎn)化模型，依據(jù)該模型分析了負(fù)載中容性元件的電容值與諧波電流放大之間的關(guān)系；為了克服諧波放大現(xiàn)象，本文首先通過(guò)負(fù)載電流采樣環(huán)節(jié)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(dá)到了抑制諧波放大的目的，但是由于延時(shí)的引入，使得補(bǔ)償后網(wǎng)側(cè)電流畸變率（THD）急劇升高；然后根據(jù)這一思路，采用基于快速傅立葉變換（FFT）的有選擇諧波補(bǔ)償方法將電流諧振頻率分量從負(fù)載電流采樣值中濾除，使得系統(tǒng)在諧振頻率處變?yōu)殚_(kāi)環(huán)控制，使系統(tǒng)穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)對(duì)辦公樓負(fù)載的實(shí)際并網(wǎng)諧波補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)證明基于FFT的有選擇諧波補(bǔ)償方法對(duì)于抑制諧波放大是有效的。本創(chuàng)新點(diǎn)的研究工作對(duì)于實(shí)際工程應(yīng)用具有參考價(jià)值。 為了滿(mǎn)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(lián)補(bǔ)償方案，該方案的特點(diǎn)是模塊化結(jié)構(gòu)及N+1冗余并聯(lián)控制策略、主從總線(xiàn)結(jié)構(gòu)及主機(jī)產(chǎn)生、負(fù)載電流檢測(cè)方案以及并聯(lián)均流策略。主機(jī)產(chǎn)生及負(fù)載電流檢測(cè)是這一并聯(lián)方案的突出特點(diǎn)，體現(xiàn)了本文的創(chuàng)新性工作。本文還對(duì)多模塊并聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行了建模和穩(wěn)定性研究；依據(jù)模塊化并聯(lián)補(bǔ)償方案，在省科技計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目的支持下，對(duì)有源電力濾波器進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化研究，從項(xiàng)目方案、設(shè)計(jì)、器件選型，樣機(jī)調(diào)試、滿(mǎn)功率運(yùn)行及性能檢測(cè)、樓宇負(fù)載與工業(yè)負(fù)載的實(shí)際并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)，直至工業(yè)樣機(jī)定型，對(duì)有源電力濾波器的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究起了較大的推進(jìn)作用，支撐項(xiàng)目目前已經(jīng)有定型的工業(yè)化產(chǎn)品推出。 全文圍繞上述三個(gè)方面展開(kāi)，章節(jié)分排如下：（1）第一章從實(shí)際應(yīng)用角度，總結(jié)闡述了有源電力濾波技術(shù)在諧波檢測(cè)、電流跟蹤控制、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)三個(gè)方面的研究進(jìn)展；（2）第二章對(duì)并聯(lián)有源電力濾波器補(bǔ)償電容濾波型整流負(fù)載進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)分析；（3）第三章分析了有源電力濾波器補(bǔ)償容性負(fù)載時(shí)出現(xiàn)的諧波放大現(xiàn)象，并利用FFT方法使得系統(tǒng)在諧振頻率處變?yōu)殚_(kāi)環(huán)控制，達(dá)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(lián)方案，并詳細(xì)說(shuō)明了模塊化并聯(lián)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)；（5）第六章對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)今后的研究工作進(jìn)行了展望。
標(biāo)簽： 并聯(lián) 工程 關(guān)鍵技術(shù)
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異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型、高性能交流調(diào)速技術(shù)。它利用電壓源型逆變器的工作過(guò)程，控制定子磁鏈的走或停，即調(diào)整定子磁鏈與轉(zhuǎn)子磁鏈的夾角大小，從而對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行直接控制以獲得良好的動(dòng)態(tài)性能。 論文首先探討了直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，闡述了直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理，分析了常用的圓形磁鏈軌跡控制方法，詳細(xì)介紹了直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)主要模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。在分析交流異步電機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型、轉(zhuǎn)矩和磁鏈計(jì)算方程的基礎(chǔ)上，分析了直接轉(zhuǎn)矩控制的異步電動(dòng)機(jī)在低速運(yùn)行時(shí)存在轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和轉(zhuǎn)速波動(dòng)較大的問(wèn)題。基于占空比控制和離散占空比控制的異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制方法，由電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩公式和合成電壓矢量理論推導(dǎo)了直接計(jì)算占空比的方法，在不影響系統(tǒng)各方面性能指標(biāo)的情況下使降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的計(jì)算量大大減少，方便了計(jì)算和使用。兩種方法均具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占空比計(jì)算量小等優(yōu)點(diǎn)。研究結(jié)果驗(yàn)證了這兩種方法的正確性和有效性。在第一種方法中加入了單神經(jīng)元控制器，使系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)性能得到了提高。接著對(duì)利用空間電壓矢量調(diào)制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究。仿真結(jié)果表明此種方法能夠有效的降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，使系統(tǒng)性能得到提高。 以TMS320F2812DSP為CPU搭建了直接轉(zhuǎn)矩控制硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，調(diào)試了硬件電路。編寫(xiě)了相關(guān)軟件流程圖和程序清單。
標(biāo)簽： DSP 異步電動(dòng)機(jī) 直接轉(zhuǎn)矩控制
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