變速恒頻風力發電技術因其高效性和實用性正受到越來越多的關注,有著良好的發展前景。本文致力于研究變速恒頻風力發電技術,從分析其運行機理入手,比較了定槳距、變槳距和變速恒頻風力發電的區別,選定雙饋式變速恒頻方案:它在低風速階段主要進行變槳距調節追求最大風能捕獲,高風速時通過控制雙饋電機轉子側的電流,達到定子輸出恒頻和有功、無功的獨立調節。變槳距風力機作為風能轉換為機械能的設備,是風力發電系統的重要組成部分,它與風電場風能資源的匹配問題直接影響到了風力發電系統的運行特性。本文以風能理論為基礎,探討了風力機組設備的選型問題,建立起風速和風力機系統的數學模型。雙饋異步電機是變速恒頻風力發電系統的核心。本文分析了其基本運行特點,指出雙饋發電機具有普通交流電機無法比擬的優點;研究了穩態電路和功率平衡關系,并詳細推導出M-T-0坐標系下的5階狀態方程,建立起定子磁鏈定向矢量控制系統,實現了定子有功和無功的解耦控制,使電機控制簡單化。變頻器是雙饋電機實現變速恒頻運行的關鍵,本文選定了六脈波交-交變頻器作為勵磁電源。通過對其主電路結構、余弦交截法和觸發脈沖產生原理等的進一步分析,建立起六脈波交-交變頻器的數學模型,并處理了與變頻器與發電機的接口問題。最后,利用Matlab6.5/Simulink5.0仿真軟件,建立了系統各組成部分的仿真模型,并進行了仿真實驗研究。仿真結果表明,所建模型是正確的,變速恒頻風力發電系統具有良好的運行特性。
上傳時間: 2013-07-14
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永磁無刷直流電動機是一種集電機和電子一體化的高新技術產品,它以其體積小、重量輕、慣量小、控制簡單和動態性能好等優良特性,被廣泛應用于工業、交通、消費電子、航空航天、軍事等領域,對永磁無刷直流電動機的研究具有十分重要的意義。 通常的永磁無刷直流電動機由永磁同步電動機、逆變器以及安裝在轉子軸上的位置傳感器構成。逆變器的驅動信號與轉子位置信號同步從而保證在任意的速度下定子繞組電流與轉子磁場同步。 本文系統研究了永磁無刷直流電動機本體及驅動控制系統,取得了有價值的研究成果。 1)本文查閱了大量的文獻資料,全面總結和分析了永磁無刷直流電動機的研究現狀,闡述了永磁無刷直流電動機的運行和控制機理。 2)在分析永磁無刷直流電動機的性能與運行原理的基礎上,設計了以PIC16F877A單片機為核心的永磁無刷直流電動機調速系統,并進行了實驗研究。 3)利用Matlab/Simulink對永磁無刷直流電動機系統建立動態仿真模型,結合實驗所得參數進行仿真,結果證明所建仿真模型的正確性和有效性。 4)在Matlab下對永磁無刷直流電動機可能會出現的各種故障進行了仿真研究,表明了永磁無刷直流電動機具有良好的容錯性能。 5)基于磁路法設計了一套永磁無刷直流電動機的電磁設計程序,給出了計算實例。 6)給出了計及齒槽影響的永磁無刷直流電動機電感參數的解析計算,與有限元法計算結果對比,表明此方法的正確性和精確性;在星形連接的兩兩導通方式下,分析計算得到計及繞組電感的永磁無刷直流電動機的平均電流穩態電路模型,結果表明計及電感參數的電樞電流較小,轉速相應降低;推導出了在三角形連接的兩兩導通方式下,計及繞組電感的相電流解析式。
上傳時間: 2013-04-24
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隔離升壓DC-DC變換器在電動汽車、儲能系統、可再生能源發電以及超導儲能系統等領域有廣闊的應用前景。本文以隔離升壓全橋變換器(Isolated Boost Full Bridge Converter,簡稱IBFBC)為研究對象,針對隔離升壓型變換器的拓撲結構、起動問題、隔離變壓器漏感問題、軟開關問題和輸入電感磁復位問題等進行了系統深入的研究,解決了這一類拓撲所共有技術問題。 提出了隔離升壓DC-DC變換器拓撲族,分析比較了各種拓撲的特點,確定了以IBFBC為研究對象。對IBFBC進行了詳細的穩態分析和小信號建模分析,為其分析、設計和搭建實驗平臺提供了電路理論基礎。 理論上分析了IBFBC起動時存在電流沖擊的原因。提出了二種數字化軟起動方案,該方案對主電路進行了改造,利用DSP能靈活產生PWM波的特點采用了新的控制策略,成功實現了該系統的軟起動。 理論上分析了IBFBC隔離變壓器漏感引起功率開關管關斷電壓尖峰的原因,采用了有源箝位的方法,有效的解決電壓尖峰問題。提出了帶有源箝位IBFBC的九種PWM控制策略,提出了一種控制型軟PWM方法,在不增加主電路元器件的基礎上,通過控制PWM的發生方法,實現了有源箝位功率開關管和橋臂功率開關管的零電壓開通。 從理論上分析了IBFBC輸入電感磁復位問題。在正常停機時提出了一種數字化軟停止的方法,控制變換器由Boost工作狀態逐漸過渡到Buck工作狀態,讓輸入電感存儲的能量逐漸釋放掉,最后停止工作。對于故障保護停機,采用了繞組磁復位的方法,把輸入電感設計成反激式變換器形式,突然停機時,電感中存儲的能量通過反激式繞組釋放到輸出端,這樣保護了變換器不會損壞。 給出了主電路關鍵器件參數的設計方法,設計了以DSP-TMS320F2407為核心的數字控制單元,編寫了DSP控制程序和CPLD邏輯處理程序。研制了一臺輸出功率5KW,輸入電壓直流24V,輸出電壓直流300V的IBFBC,通過全面的性能實驗驗證了理論分析和仿真結果。 本文立足于IBFBC的關鍵技術要求,并充分考慮工程應用中的實際因素,進行了理論分析和實驗研究,為實際系統方案設計提供理論依據,并已經在實際應用中得到驗證。
上傳時間: 2013-04-24
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微機電系統(MEMS)器件的構成涉及微電子、微機械、微動力、微熱力、微流體學、材料、物理、化學、生物等多個領域,形成了多能量域并交叉耦合。為其產品的建模、仿真以及優化設計帶來了較大的難度。由于靜電驅動的原理簡單使其成為MEMS器件中機械動作的主要來源。而梳齒結構在MEMS器件中有廣泛的應用:微諧振器、微機械加速度計、微機械陀螺儀、微鏡、微鑷、微泵等。所以做為MEMS的重要驅動方式和結構形式,靜電驅動梳齒結構MEMS器件的耦合場仿真分析以及優化設計對MEMS的開發具有很重要的意義。本課題的研究對靜電驅動梳齒結構MEMS器件的設計具有較大的理論研究意義。 本文的研究工作主要包括以下幾個方面: 1、采用降階宏建模技術快速求解靜電梳齒驅動器靜電-結構耦合問題,降階建模被用于表示微諧振器的靜態動態特性。論文采用降階建模方法詳細分析了靜電梳齒驅動器的各參數對所產生靜電力以及驅動位移的關系;并對靜電梳齒驅動器梳齒電容結構的靜電場進行分析和模擬,深入討論了邊緣效應的影響;還對微諧振器動態特性的各個模態進行仿真分析,并計算分析了前六階模態的頻率和諧振幅值。仿真結果表明降階建模方法能夠快速、準確地實現多耦合域的求解。 2、從系統角度出發考慮了各個子系統對叉指式微機械陀螺儀特性的影響,系統詳細地分析了與叉指狀微機械陀螺儀性能指標-靈敏度密切相關的結構特性、電子電路、加工工藝和空氣阻尼,并在此分析的基礎上建立了陀螺的統一多學科優化模型并對其進行多學科優化設計。將遺傳算法和差分進化算法的全局尋優與陀螺儀系統級優化相結合,證實了遺傳算法和差分進化算法在MEMS系統級優化中的可行性,并比較遺傳算法和差分進化算法的優化結果,差分進化算法的優化結果較大地改善了器件的性能。 3、從系統角度出發考慮了各個子系統對梳齒式微加速度計特性的影響,在對梳齒式微加速度計各個學科的設計要素進行分析的基礎上,對各個子系統分別建立相對獨立的優化模型,采用差分進化算法和多目標遺傳算法對其進行優化設計。證實了差分進化算法和多目標遺傳算法對多個子系統耦合的系統級優化的可行性,并比較了將多目標轉換為單目標進行優化和采用多目標進行優化的區別和結果,優化結果使器件的性能得到了改善。
上傳時間: 2013-05-15
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風能作為一種清潔可再生能源,迅速發展,已經成為世界新能源最主要的發展方向之一。風力發電系統按照容量可以分為小型風力發電系統和大型風力發電系統,按照是否并網又分為離網系統和并網系統,文章著重研究小型并網風力發電系統。 本文在分析國內外風力發電系統的現狀以及風電產業現狀的基礎上,研究了風力發電系統的總體結構、風力機的主要機型以及發電系統的分類。通過研究風力機和永磁同步發電機各自的特性,基于它們的數學模型分別建立了各自的仿真模型。基于上述仿真模型,分別建立了整個電壓源型逆變器并網風力發電系統和電流源型逆變器并網風力發電系統的仿真模型。 在風力發電并網系統中,并網逆變器是核心部分,可以分為電流源型逆變器和電壓源型逆變器。本文研究了三相電壓源型逆變器實現并網所采用的控制方法,包括空間矢量調制法和鎖相環技術。針對電流源型并網逆變器風力發電系統,研究了PWM電流源型整流器的空間矢量調制和PWM電流源型逆變器的三種脈寬調制策略。 文中電壓源型逆變器并網風力發電系統的仿真模型,采用BOOST變換器穩定逆變器輸入直流電壓,采用SPWM方法控制電壓源型逆變器實現風機的并網;在電流源型逆變器并網風力發電系統仿真模型中,用空間矢量調制方法控制PWM電流源型整流器和用SPWM控制電流源型逆變器的方法實現了系統的并網。本文對采用的控制方法進行了仿真驗證,比較了兩種并網系統的并網優缺點,最后對兩種并網逆變器的區別進行了總結。
上傳時間: 2013-06-29
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在交流伺服系統中,永磁同步電動機(PMSM)作為執行元件具有高效、節能、便于維修的特點,廣泛應用于數控機床的進給伺服單元及機器人等需精確定位的裝置中.由于PMSM驅動系統受電機參數變化、外部負載擾動、對象未建模和非線性動態特性等不確定性的影響,因此,采用并發展先進的控制技術,不斷改善與提高位置伺服系統的穩態精度、動態響應特性及對系統參數變化的自適應性和抗干擾性是一個必然趨勢.該文對PMSM的控制機理和特性作了較為深入的分析;建立了PMSM的數學模型,并采用了id=0的矢量控制策略;對控制系統組成及控制方式作了分析和比較,在此基礎上建立了電流環、速度環和位置環的三閉環控制系統,對作為反饋主回路的位置環采用了模糊CMAC神經網絡控制方法,該方法兼具模糊控制器的快速性和神經網絡的自學習能力;構建了針對PMSM位置伺服系統的模糊CMAC控制器結構及其相應的算法;利用先進的計算機仿真工具(Matlab下的Simulink)對所提出的控制策略進行了數字仿真和分析;仿真和實驗結果表明本文所提出的控制策略對PMSM位置伺服系統進行控制具有良好的魯棒性能和快速性.該文首次提出將兼具快速性和自學習能力的模糊CMAC神經網絡控制器應用于PMSM位置伺服系統中,可以說該文為發展高性能PMSM位置伺服系統提供了充分的技術資料,也為今后進一步提高其性能提出了新的思路和方法.
上傳時間: 2013-04-24
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很小的RF濾波器仿真軟件和濾波器設計軟件 ,很不錯,值得一用。
上傳時間: 2013-07-30
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介紹電動汽車感應充電系統松耦合變壓器的特性,通過Ansoft有限元分析軟件對松耦合變壓器進行仿真分析,結合簡化磁路模型和磁力線分布,得出大氣隙下的EE磁芯的精確模型。結合精確模型和模擬結果,給出橫截面積對耦合系數的影響,實際制作變壓器,測量發現,面積增加,耦合系數得到提高,輸出電壓能力增強,為松耦合變壓器的優化設計和進一步實驗提供理論指導和參考。
上傳時間: 2013-10-10
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分析了高頻整流電路輸入電流的諧波特性,并在高頻整流電路的基礎上進行了改進,分別加入了并聯諧振電路和低通濾波器。利用Multisim構建了仿真模型,給出了仿真模型中電路的參數,得到了仿真結果。仿真結果表明,高頻整流電路的改進設計方法可有效地抑制電源模塊輸入電流的諧波
上傳時間: 2013-11-09
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在假設并網光伏電站各交流器件的輸出和輸入變量只含有基波分量的前提下,提出了一種利用相量法和受控源法模擬并網光伏電站電能轉換及傳輸系統特性的方法,并建立了包含光伏陣列,具有最大功率跟蹤功能的逆變器、變壓器及控制系統的并網光伏電站整體仿真模型。通過采用國內某地并網光伏電站的實測數據進行的仿真驗證及誤差分析可知,所提出的光伏電站模擬方法和數學模型是有效的。
上傳時間: 2013-10-30
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