本文對超聲波電機驅(qū)動控制系統(tǒng)進行了研究。全文主要內(nèi)容如下:系統(tǒng)介紹了超聲波電機的特點、研究歷史和主要應用,概述了超聲波電機驅(qū)動控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀。在介紹壓電陶瓷逆壓電效應與壓電振子諧振特性的基礎(chǔ)上,闡述了超聲波電機的運行機理及調(diào)速原理。介紹了環(huán)狀行波型超聲波電機的基本結(jié)構(gòu)及工作原理。研制了基于DSP的超聲波電機驅(qū)動控制系統(tǒng),為超聲波電機控制技術(shù)的研究提供了一個通用實驗平臺。通過光電編碼器檢測超聲波電機的速度,研制了利用速度反饋來進行頻率調(diào)整的頻率跟蹤控制器,實現(xiàn)了采用頻率P調(diào)節(jié)的超聲波電機速度穩(wěn)定性控制。實現(xiàn)了大外徑(80mm)環(huán)狀行波型超聲波電機的高精度位置檢測。研制了基于DSP的超聲波電機位置控制系統(tǒng),完成了采用相位差P控制方案進行精密定位控制的實驗研究。
上傳時間: 2013-05-21
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開發(fā)和研制無鐵心永磁電機是當前電機領(lǐng)域的一項重要課題,無鐵心永磁電機可以解決傳統(tǒng)有鐵心電機存在的重量重、損耗高、振動噪聲大等問題。開發(fā)無鐵心永磁電機需要準確計算電機的參數(shù)和性能,而實現(xiàn)這一任務的重要前提是獲得正確的磁場分布。無鐵心永磁電機氣隙外沒有鐵磁材料,其自身的結(jié)構(gòu)特點決定了無鐵心永磁電機的氣隙磁場屬于三維開域磁場,開域磁場工程問題的計算是近年來計算電磁學的研究熱點之一。 本文的研究內(nèi)容是國家高技術(shù)研究發(fā)展(863)計劃項目“新型稀土永磁電機設計與集成技術(shù)”的關(guān)鍵技術(shù)之一。針對無鐵心永磁電機的實際工程問題,計算方法的選擇力求既能保證一定的計算精度,又能節(jié)約計算機內(nèi)存和CPU時間。根據(jù)對各種開域電磁場計算方法的分析比較,本文將漸近邊界條件法和有限元法結(jié)合解決無鐵心永磁電機三維開域磁場計算問題。 本文主要由以下幾部分組成: 第一部分為無鐵心永磁電機三維開域磁場計算方法的研究。首先提出了基于標量磁位的漸近邊界條件,建立了球形邊界的標量磁位漸近邊界條件數(shù)學模型。為了盡可能減少節(jié)點的數(shù)量,結(jié)合無鐵心永磁電機的具體結(jié)構(gòu),推導了適合于盒形截斷邊界和圓柱形截斷邊界上簡便易行的一階和二階標量漸近邊界條件算子,該算子具有簡單、有限元實施容易的特點。其次研究并建立了標量漸近邊界條件與有限元法結(jié)合的三維開域靜磁場的數(shù)學模型,并提出具體的實施方法,推導出相應的離散方程。通過對具有解析解的長方永磁體三維開域磁場的實例計算,驗證了方法和所編程序的正確性,并將漸近邊界條件法與截斷法在計算精度和人工外邊界距離方面做了比較。結(jié)果表明:在相同人工外邊界情況下,漸近邊界條件與截斷邊界條件相比,計算精度明顯提高,二階漸近邊界條件明顯優(yōu)于一階漸近邊界條件。與截斷法相比,漸近邊界條件法更節(jié)約計算機內(nèi)存和CPU時間,比較好地處理了計算量與計算精度之間的矛盾。 第二部分針對Halbach陣列內(nèi)轉(zhuǎn)子無鐵心永磁電機三維開域磁場問題進行深入研究。利用漸近邊界條件法,定量地計算了在定轉(zhuǎn)子均無鐵心的情況下電機內(nèi)部及周圍磁場的大小,總結(jié)出了Halbach陣列無鐵心永磁電機磁場的空間分布規(guī)律。 第三部分針對不同拓撲結(jié)構(gòu)的Halbach磁體陣列電機磁場問題進行對比研究。通過大量的計算,探討了Halbach陣列永磁電機在轉(zhuǎn)子無鐵心情況下影響氣隙磁密的各種因素,分析了不同Halbach磁體軸向長度對端部漏磁的影響規(guī)律,給出了無鐵心永磁電機漏磁系數(shù)、電樞計算長度等主要設計參數(shù)隨電機結(jié)構(gòu)尺寸的變化規(guī)律。 第四部分針對具有試驗數(shù)據(jù)的三種結(jié)構(gòu)的無鐵心永磁電機樣機進行了計算和分析,計算結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)吻合,從而驗證了漸近邊界條件法處理三維開域磁場問題的有效性和實用性。
上傳時間: 2013-06-22
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近年來,人們對環(huán)境保護越來越重視,SF<,6>氣體的使用和排放受到限制,從而使電器領(lǐng)域內(nèi)SF<,6>斷路器的發(fā)展也受到限制。而真空斷路器充分利用了真空優(yōu)異的絕緣與熄弧特性,且對環(huán)境不造成污染,所以目前在中壓領(lǐng)域已經(jīng)占據(jù)了主導地位,而且不斷向高電壓、大容量方向發(fā)展。因此,未來高壓真空斷路器必然取代高壓SF<,6>斷路器。真空滅弧室是真空斷路器的“心臟”,所以,開發(fā)高壓真空斷路器最關(guān)鍵的是滅弧室的設計。本文對110kV的真空滅弧室的內(nèi)部電磁場進行了仿真分析,為我國開發(fā)110kV真空斷路器提供一定的參考。 本文采用有限元軟件對110kV真空斷路器滅弧室內(nèi)部靜電場進行了仿真分析,得到了滅弧室內(nèi)部各種屏蔽罩的大小、尺寸和位置對電場分布的影響;觸頭距離對滅弧室內(nèi)部電場分布的影響;傘裙對滅弧室內(nèi)部電場分布的影響。再根據(jù)等離子體和金屬蒸氣具有一定導電率的特點,從麥克斯韋基本方程出發(fā),推導了滅弧室內(nèi)部電場所滿足的計算方程,然后用有限元法對二維電場進行了求解??紤]到弧后粒子消散過程中,電極和懸浮導體表面會有帶電微粒的存在,又計算分析了帶電微粒對真空滅弧室電場分布的影響,進而提出了使滅弧室內(nèi)部電場更加均勻的措施。 根據(jù)大電流真空電弧的物理模型,基于磁場對電流的作用力理論,計算分析了真空電弧自生磁場的收縮效應以及對分斷電弧的影響,得到了弧柱中自生磁場產(chǎn)生的電磁壓強分布,最后分析了外加縱向磁場分量對減小自生磁場收縮效應的作用。 建立了110kV、1/2線圈以及1/3線圈縱向磁場觸頭三維電極模型,并利用有限元法進行了三維靜磁場和渦流場仿真。得到了電流在峰值和過零時縱向磁場分別在觸頭片表面和觸頭間隙中心平面上的二維和三維分布,給出了這兩種觸頭在電流過零時縱向磁場滯后時間沿徑向路徑和軸向路徑的分布規(guī)律,最后還對這兩種觸頭的性能進行了比較。
上傳時間: 2013-07-09
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近年來,隨著永磁材料的發(fā)展,永磁同步電機應用日益廣泛。永磁同步電機根據(jù)反電動勢和電流波形的不同,可分為梯形波永磁同步電機(無刷直流電機)和正弦波永磁同步電機(永磁同步電機)。正弦波永磁同步電機為實現(xiàn)其正弦波驅(qū)動控制需要連續(xù)的轉(zhuǎn)子位置信號,通常采用機械位置傳感器(旋轉(zhuǎn)變壓器、光電編碼器等),機械位置傳感器雖可以提供高精度的轉(zhuǎn)子位置信息,但其體積大,價格高,增加了轉(zhuǎn)子的慣量,且性能易受環(huán)境因素的影響,限制了永磁同步電機的應用場合。近年來受到廣泛的關(guān)注的無位置傳感器技術(shù),是通過檢測反電動勢(電壓)或電流等過零點獲取轉(zhuǎn)子的位置信號,此技術(shù)雖取消了機械位置傳感器,但存在控制復雜,位置檢測精度不高,運行轉(zhuǎn)速范圍受到限制等問題。為解決上述問題,本文研究采用低成本的低分辨率位置傳感器取代機械位置傳感器,通過位置估算法得到高分辨率的轉(zhuǎn)子位置信號,以實現(xiàn)永磁同步電機的正弦波驅(qū)動控制問題。 首先,本文分析了傳統(tǒng)的采用位置區(qū)間的平均速度和采用平均速度并引用平均加速度實現(xiàn)位置估算法的原理,針對其不足提出了一種改進的方法,該法通過對位置區(qū)間初始速度的估算,可以顯著提高速度、位置的估算精度。本文建立上述三種位置估算法的Matlab仿真模型,并對其進行了仿真研究,仿真結(jié)果表明:改進位置估算方法即使在加減速等動態(tài)性能過程中也能保持較小的位置誤差,性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的方法。 其次,完成了以TI公司的數(shù)子信號處理器(DSP)TMS320LF2407A為主控芯片,以IR公司IR2110為驅(qū)動芯片采用低分辨率位置傳感器的正弦波永磁同步電機控制系統(tǒng)的硬件電路的設計和調(diào)試工作。探討了正弦波永磁同步電機在采用無電流傳感器的電流開環(huán)控制時的控制策略問題。在此情況下電壓相位角φ對電機運行性能有重要的影響,為得到最佳的φ=f(ω)曲線,需根據(jù)負載特性進行優(yōu)化。 最后,完成了基于TMS320LF2407A采用低分辨率位置傳感器的正弦波永磁同步電機的軟件設計,文中詳細討論了位置估算程序和實現(xiàn)SVPWM程序的設計和調(diào)試,并對其進行了實驗驗證。
上傳時間: 2013-07-23
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本文對高性能、大容量可調(diào)AC-DC直流開關(guān)電源進行了研究。文章詳細分析了高性能、大容量可調(diào)AC-DC直流開關(guān)電源的工作原理,并提出了主電路和控制電路的詳細設計方案。在此基礎(chǔ)上,完成了整個系統(tǒng)的硬件電路設計和軟件程序的編制,并對電源裝置的硬件和軟件進行了調(diào)試和修改。在分析原理的基礎(chǔ)上,本文從三相橋式不控整流、全橋變換器、高頻變壓器、濾波電路等環(huán)節(jié)對該系統(tǒng)的主電路進行了闡述,同時探討了該電源系統(tǒng)實現(xiàn)大容量的解決方案,即采用多個電源模塊并聯(lián)運行。本文還探討了多個電源模塊并聯(lián)運行時的自動均流技術(shù),并詳細介紹了基于平均值的自動均流電路。在電壓調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)上,詳細分析了基于SG1525控制芯片的PWM控制電路。本文研制的直流開關(guān)電源具有輸出電壓可調(diào)、輸出電流大、紋波小等特點,而且還具有換檔、遠程控制等功能。它主要用于各種直流電機性能測試,實驗結(jié)果表明它基本達到設計要求,從而驗證了理論分析的正確性,具有廣闊的應用前景。
上傳時間: 2013-07-31
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變電站自動化系統(tǒng)在我國應用發(fā)展十多年來,為保障電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行發(fā)揮了重要作用。但目前也多少存在著二次接線復雜,自動化功能獨立、堆砌,缺少集成應用和協(xié)同操作,數(shù)據(jù)缺乏有效利用等問題。這些問題大多是由變電站整體數(shù)字化水平不高、缺乏能夠完備實現(xiàn)信息標準化和設備之間互操作的變電站通信標準造成的。 電力工業(yè)發(fā)展和市場化改革的深入對供電質(zhì)量和電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行的要求不斷提高,作為輸配電系統(tǒng)的信息源和執(zhí)行終端,變電站數(shù)字化、信息化的要求越發(fā)迫切,數(shù)字化變電站成為變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展方向。電子式電流/電壓互感器、智能開關(guān)等智能化一次設備的誕生使建設數(shù)字化變電站成為可能,高速、可靠和開放的通信網(wǎng)絡以及完備的通信系統(tǒng)標準是數(shù)字化變電站實現(xiàn)的保障,特別是最新頒布的變電站通信網(wǎng)絡與系統(tǒng)的國際標準-IEC 61850為建設數(shù)字化變電站提供了全面規(guī)范。本文以IEC 61850和基于IEC 61850的數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡為研究對象,結(jié)合新架構(gòu)的全網(wǎng)絡化數(shù)字保護平臺與試驗系統(tǒng)研制的具體實踐,展開專門研究,主要內(nèi)容包括: ◇ IEC 61850的理論分析①揭示了IEC 61850與數(shù)字化變電站的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。 ②總結(jié)了IEC 61850的內(nèi)涵,通過分析說明IEC 61850不再是簡單的通信協(xié)議,更多意味的是變電站自動化系統(tǒng)的功能建模方法。 ③歸納了IEC 61850的主要技術(shù)特征,包括功能分層的變電站、面向?qū)ο蟮男畔⒛P汀⒐δ芘c通信的解耦、變電站配置語言和面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)自描述等。 ④從“類”的角度入手分析了IEC 61850信息模型,指出信息模型具備了類的共性和特性。以合并單元為例,對信息模型的屬性和服務進行了具體分析。 ◇ IEC 61850的應用研究①從系統(tǒng)和設備兩個層面總結(jié)了實踐IEC 61850的一般步驟。 ②分析了采樣值傳輸(SVC)和通用變電站事件(GSE)2類重要的通信服務。 ③研究了核心ACSI、GOOSE、SMV、GSE管理、GSSE,時間及時間同步等通信模型的特殊通信服務映射。 ④討論了信息模型實體的構(gòu)建方法,即如何讓設備的實際功能、運行機制和數(shù)據(jù)能夠準確和完備的實現(xiàn)設備對應信息模型的所有細節(jié)。IEC 61850沒有對實現(xiàn)標準的具體方法作出規(guī)定,這給各廠商在技術(shù)實現(xiàn)上留出了足夠的自由發(fā)揮空間。但同時我們注意到若僅在“形態(tài)”層面上實踐IEC 61850,而不顧及IEC 61850的內(nèi)涵和應用價值,則可能無法實現(xiàn)IEC 61850的預定目標或使IEC 61850的有益效果大打折扣。出于如此考慮,在提出3種可能的構(gòu)建方案的基礎(chǔ)上,經(jīng)過分析從中選擇出作者認為最優(yōu)的方案,并給出了示例。 ◇基于IEC 61850的數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡(CNDS)的研究①在分析以太網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方法的基礎(chǔ)上,針對標準以太網(wǎng)存在延時不確定的問題,總結(jié)了提高以太網(wǎng)實時性能的主要措施,并從中選擇出適用于CNDS的措施。 ②分析了CNDS的特征,特別是與同樣基于以太網(wǎng)的一般局域網(wǎng)的區(qū)別,針對CNDS在網(wǎng)絡可靠性和安全性等方面的特殊要求,提出了應對措施和解決方案。 ③提出了過程子網(wǎng)和全站惟一網(wǎng)絡2種組網(wǎng)方案。通過分析各自的特點與實現(xiàn)難度,指出過程子網(wǎng)目前較易實現(xiàn),而全站惟一網(wǎng)絡將憑借信息高度共享等優(yōu)勢成為CNDS的最終形態(tài)。闡述了VLAN、由交換機實現(xiàn)網(wǎng)絡冗余等組網(wǎng)技術(shù)在SAS中的應用方法及IED自身通信冗余的實現(xiàn)方法。 ④歸納了CNDS數(shù)據(jù)流的類型和到達時間規(guī)律:建立了簡單數(shù)據(jù)流模型為表征數(shù)據(jù)流、研究數(shù)據(jù)流業(yè)務特征和分析CNDS性能提供了有用工具;分析了TcP協(xié)議及其運行機制,提出了TcP應用于CNDS的優(yōu)化方法。 ⑤利用OPNET網(wǎng)絡仿真技術(shù),建立了EMAC和TCP/IP仿真節(jié)點模型,對以太網(wǎng)、TCP和交換式以太網(wǎng)的基本特征等進行了仿真研究;依據(jù)CNDS實際承載的功能,建立了過程子網(wǎng)和站級網(wǎng)絡的動態(tài)仿真模型,圍繞網(wǎng)絡延時和端到端延時等網(wǎng)絡性能指標,對不同組網(wǎng)方式和應用功能下的網(wǎng)絡性能進行了考察,得出了具有普遍適用性的結(jié)論和建議,為分析解決此類問題提供了通用方法。 ◇可接入CNDS的全網(wǎng)絡化數(shù)字保護平臺與試驗系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)①闡述了一種新架構(gòu)的、能夠無縫接入CNDS并具有多種運行方式的全網(wǎng)絡化數(shù)字保護平臺與試驗系統(tǒng)的軟硬設計和實現(xiàn)方法。提出了適用于數(shù)字保護的RTOS多任務劃分方法。 ②以饋線保護測控裝置為例,建立了平臺的IEC 61850信息模型。以此為基礎(chǔ),在平臺內(nèi)部實現(xiàn)了利用SMV和GOOSE報文傳輸采樣值和開入/開出信息,即實現(xiàn)了遵循IEC 61850的過程層通信,為平臺接入IEC 61850系統(tǒng)和數(shù)字化變電站做好了準備。 ③進行了保護測量功能和過程層通信試驗,驗證了平臺的可用性和過程層通信的可靠性,為類似設計方法在間隔層IED上的應用提供了可信依據(jù)。
上傳時間: 2013-05-28
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在傳統(tǒng)的直線驅(qū)動場合,都是由旋轉(zhuǎn)電機提供原動力,再由絲杠、絲桿、齒條等中間機構(gòu)轉(zhuǎn)換為直線運動。這樣的設置,不僅在中間傳動過程中消耗了大量的能量,而且摩擦產(chǎn)生的噪聲也非常明顯,同時也給系統(tǒng)的維護工作帶來了麻煩。 直線電機的出現(xiàn)可以使上述問題得到解決,由于具備直接將電能轉(zhuǎn)化為直線運動的能力,直線電機已經(jīng)在機床驅(qū)動、集成電路組裝等場合逐漸取代了傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機的位置。 自19世紀中期直線電機的概念被首次提出以來,經(jīng)過孕育、實驗、開發(fā)和實用這四個階段的發(fā)展,并借助于電力電子技術(shù),以及日漸成熟的直線電機控制技術(shù),直線電機已經(jīng)廣泛應用到了制造業(yè)、交通運輸業(yè)等各個方面。 與旋轉(zhuǎn)電機類似,按工作原理的不同,直線電機也有著各種類型,應用較多的是直線步進電機、直線同步電機和直線感應電機。其中直線步進電機更多的是應用在需要精確定位的場合,比如半導體工業(yè);后兩者則被應用在需要連續(xù)和大推力的場合,比如機床。而直線同步電機,尤其是永磁直線同步電機,憑借更大的單位面積推力、更高的效率等優(yōu)點受到了更多的青睞,與此同時,由于沒有了勵磁繞組,電機的整個結(jié)構(gòu)也得以簡化。另一方面,我國豐富的稀土資源也為這種電機的發(fā)展提供了廣泛空間。 作為一種較為新穎的電機,目前國內(nèi)仍缺乏系統(tǒng)化的永磁直線同步電機設計方案,尤其是電樞繞組部分。常用的方法仍是基于傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機,例如使用雙層疊繞組方案。通過對實際電機的軟件模擬,我們發(fā)現(xiàn)這樣的設計思路的表現(xiàn)并不能令人滿意,比如造成了動子線圈槽滿率過大,電機設計難以形成系列化等缺點,而電機本身輸出推力的波動也較大。 針對傳統(tǒng)方案的一系列缺點,本文提出了一種新的永磁直線同步電機設計方案。該方案基于“單元電機”的概念,使用單層同心式線圈。當目標推力要求變化時,只需改變“單元電機”的數(shù)目和排列組合的方式,就可以達到改變的目的。而每個單元中的繞組連接方式則不需要改變,由此避免了繁瑣而復雜的繞組設計,這就給電機的系列化設計帶來了便捷。同時,單層繞組的使用也更方便嵌線,也更有利于降低銅耗,提高效率。 在完成單元電機設計任務的基礎(chǔ)上,本文利用加拿大Infolytica公司出品的電磁場有限元分析軟件MagNet對電機的運行進行了模擬,并得到了電機的額定輸出推力曲線和反電動勢曲線,輸出推力曲線較之傳統(tǒng)方案也更平穩(wěn)。體現(xiàn)了該設計方案的優(yōu)越性。
上傳時間: 2013-06-29
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風光互補發(fā)電系統(tǒng)作為新能源技術(shù)應用的重要組成部分越來越受到人們的青睞,所以將此作為新能源研究的切入點,進行一些有益的嘗試和探索。 本文從太陽能電池的光生伏打效應入手,推導出太陽能電池的U-I曲線,并以此作為最大功率跟蹤(MPPT)技術(shù)的理論基礎(chǔ)。針對小風機的發(fā)電技術(shù)也存在的MPPT技術(shù),文章進行了統(tǒng)一性研究,給出了新的控制策略--變步長擾動觀察控制。為了提高系統(tǒng)的充放電效率,文章還對三段式充放電、均衡充電、溫度補償?shù)刃铍姵爻潆娎碚撨M行了闡述。 根據(jù)上述理論,結(jié)合工程實際,設計了風光互補控制器的電路。利用電壓霍爾和電流霍爾實現(xiàn)了風機電壓、太陽能電池電壓、蓄電池電壓和充電電流的實時采樣,利用TMS320F2812DSP的EVA與AD模塊軟件實現(xiàn)對蓄電池欠壓、過壓、運行等模式的智能充放電管理。針對風力發(fā)電機的輸出電壓波動大的問題,系統(tǒng)提供了硬件和軟件的風機過速智能保護系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用MPPT的控制策略提高了整個系統(tǒng)的效率,設計提供了一套LCD顯示界面和一組LED指示燈增強系統(tǒng)管理的友好性。為了解決風光互補控制器芯片的供電問題,設計了一套以UC3843PWM芯片為核心的反激式輔助電源。該電源用硬件實現(xiàn)了電流內(nèi)環(huán)、電壓外環(huán)的雙環(huán)控制策略,提高了系統(tǒng)供電的可靠性和穩(wěn)定性。 研制出了一臺風光互補控制器樣機,進行了有關(guān)實驗、檢測與調(diào)試。實驗波形和數(shù)據(jù)都顯示該系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠,達到了設計要求。該方案可為風光互補控制器的工程設計提供一定的參考。
上傳時間: 2013-04-24
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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)、向偏遠地區(qū)的無源負荷供電、滿足保護環(huán)境要求等方面具有很大的優(yōu)勢。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關(guān)器件直接串聯(lián)來實現(xiàn)等,增大了換流站的占地空間,降低了換流器的工作效率。 本文針對傳統(tǒng)輕型高壓直流輸電系統(tǒng)所存在的缺點,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。最后對控制系統(tǒng)的具體實現(xiàn)方案進行一定的探討。通過仿真驗證所提出的調(diào)制算法和控制策略的正確性。具體說來,全文的主要工作體現(xiàn)在以下幾個方面: 1、詳細講述模塊化多電平換流器的拓撲結(jié)構(gòu)、子模塊的具體實現(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、對基于模塊化多電平換流器的輕型高壓直流輸電系統(tǒng)進行仿真,驗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)電容電壓的均衡問題,提出一種較為簡單有效的控制方法。 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)的實現(xiàn)方法,并重點講述子模塊的數(shù)字邏輯電路的實現(xiàn)方法。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展,電力電子裝置正在向著高頻化、大容量、小體積的方向發(fā)展,其電磁環(huán)境也變得更為復雜,隨之帶來的輻射電磁干擾也日益嚴重。在電力電子裝置設計初期開展電磁兼容數(shù)值仿真和預測對解決復雜的電磁干擾問題意義重大。 本文介紹了國內(nèi)外電力電子裝置電磁兼容的研究現(xiàn)狀。針對電力電子裝置電磁兼容的復雜性,討論了使用仿真軟件進行電力電子裝置電磁兼容分析的策略,主要面向電源印制電路板(PCB)、控制箱和變流器機柜全波電磁仿真的具體應用進行了研究。 首先對PCB電源板進行電磁兼容預測。采用軟件Protel99SE和CST微波工作室(R)(CST MICROWAVE STUDIO(R),簡稱CST MWS(R))相結(jié)合進行分析,得到.PCB板的表面電流和電場分布圖。根據(jù)分布圖,分析電源板的輻射特性,提出提高PCB電磁兼容性的優(yōu)化設計的設想,在PCB設計過程中加入對PCB電磁兼容性分析的場仿真,使PCB的電磁兼容分析有一個直觀的參照物,有助于指導PCB的布局布線,對PCB優(yōu)化設計,提高產(chǎn)品性能有重要作用。根據(jù)仿真結(jié)果將PCB電源板近似等效成電偶極子模型。 其次應用CST MICROSTRIPESTM軟件計算控制箱的屏蔽效能,并在控制箱插入PCB電源板后進行輻射特性分析。 最后應用全波電磁仿真軟件CST MWS(R)對變流器機柜進行電磁輻射干擾瞬態(tài)仿真,分析過程中考慮到了IGBT的開關(guān)尖峰、線纜和易產(chǎn)生干擾的電子元器件以及整個機箱機柜。運用線性網(wǎng)絡理論對仿真結(jié)果進行標定,由此提出改進措施—采用unit cell和微擾理論設計屏蔽網(wǎng),有效地抑制了電磁輻射。
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