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)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量問(wèn)題受到越來(lái)越多的關(guān)注。傳統(tǒng)的整流環(huán)節(jié)廣泛采用二極管不控整流和晶閘管相控整流電路，向電網(wǎng)注入了大量的諧波及無(wú)功，造成了嚴(yán)重的污染。提高電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)以及降低輸入電流諧波成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。功率因數(shù)校正技術(shù)是減小用電設(shè)備對(duì)電網(wǎng)造成的諧波污染，提高功率因數(shù)的一項(xiàng)有力措施。本文所做的主要工作包括以下幾部分： 1.分析了單位功率因數(shù)三相橋式整流的工作原理，這種整流拓?fù)鋸墓ぷ髟砩峡梢苑殖蓛刹糠郑汗β室驍?shù)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和常規(guī)整流網(wǎng)絡(luò)。在此基礎(chǔ)上，為整流電路建立了精確的數(shù)學(xué)模型。 2.這種單位功率因數(shù)三相橋式整流的輸入電感是在額定負(fù)載下計(jì)算出的，當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，其功率因數(shù)會(huì)降低。針對(duì)這種情況，提出了一種新的控制方法。常規(guī)整流網(wǎng)絡(luò)向電網(wǎng)注入的諧波可以由功率因數(shù)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行補(bǔ)償，所以輸入功率因數(shù)相應(yīng)提高。負(fù)載消耗的有功由電網(wǎng)提供，補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)既不消耗有功也不提供任何有功。根據(jù)功率平衡理論，可以確定參考補(bǔ)償電流。雙向開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷由滯環(huán)電流控制確定。在這一方法的控制下，雙向開(kāi)關(guān)工作在高頻下，因此輸入電感值相應(yīng)降低。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果都表明：新的控制方法下，負(fù)載變化時(shí)，輸入電流仍接近于正弦，功率因數(shù)接近1。 3.根據(jù)IEEE-519標(biāo)準(zhǔn)對(duì)諧波電流畸變率的要求，為單位功率因數(shù)三相橋式整流提出了另一種控制方法。該方法綜合考慮單次諧波電流畸變率、總諧波畸變率、功率因數(shù)、有功消耗等性能指標(biāo)，并進(jìn)行優(yōu)化，推導(dǎo)出最優(yōu)電流補(bǔ)償增益和相移。將三相負(fù)載電流通過(guò)具有最優(yōu)電流補(bǔ)償增益和相移的電流補(bǔ)償濾波器，得到補(bǔ)償后期望的電網(wǎng)電流，驅(qū)動(dòng)雙向開(kāi)關(guān)導(dǎo)通和關(guān)斷。仿真和實(shí)驗(yàn)都收到了滿意的效果，使這一整流橋可以工作在較寬的負(fù)載范圍內(nèi)。 4.單位功率因數(shù)三相橋式整流中直流側(cè)電容電壓隨負(fù)載的波動(dòng)而波動(dòng)，為提高其動(dòng)、靜態(tài)性能，將簡(jiǎn)單自適應(yīng)控制應(yīng)用到了直流側(cè)電容電壓的控制中，并提出利用改進(jìn)的二次型性能指標(biāo)修改自適應(yīng)參數(shù)的方法，可以在實(shí)現(xiàn)對(duì)參考模型跟蹤的同時(shí)又不使控制增量過(guò)大，與常規(guī)的PI型簡(jiǎn)單自適應(yīng)控制相比在適應(yīng)律的計(jì)算中引入了控制量的增量和狀態(tài)誤差在k及k+1時(shí)刻的采樣值。利用該方法為直流側(cè)電壓設(shè)計(jì)了控制器，并進(jìn)行了仿真與實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明與PI型適應(yīng)律相比，新的控制器能提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能，負(fù)載變化時(shí)系統(tǒng)的魯棒性更強(qiáng)。
上傳時(shí)間： 2013-06-15
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三相逆變器作為交流供電電源的主要部分，廣泛地應(yīng)用于電動(dòng)車(chē)、電力設(shè)備、產(chǎn)業(yè)設(shè)備、交通車(chē)輛等領(lǐng)域。逆變器的并聯(lián)控制技術(shù)以其廣泛的應(yīng)用前景也得到越來(lái)越深入地研究。人們對(duì)逆變電源的要求越來(lái)越高，高性能、高可靠性的大功率逆變器就是當(dāng)今逆變電源的發(fā)展趨勢(shì)之一。提高逆變電源容量主要有兩個(gè)途徑，設(shè)計(jì)大功率的逆變器和采用逆變器并聯(lián)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電源模塊化。 為此，本文以?xún)膳_(tái)400kVA組合式三相逆變器為對(duì)象，采用全數(shù)字化控制方式，主要研究了大功率三相逆變器的波形控制技術(shù)和并聯(lián)控制技術(shù)。本文圍繞大功率組合式三相逆變器，對(duì)其主電路結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、波形控制技術(shù)以及并聯(lián)系統(tǒng)模型、并聯(lián)控制方案進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析和研究。分析了適用于大功率的組合式三相逆變器結(jié)構(gòu)，并給出了400kVA組合式三相逆變器的主電路設(shè)計(jì)。建立和分析了組合式三相逆變器在ABC、αβ、dq 坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。針對(duì)大功率組合式三相逆變器，采用在dq 坐標(biāo)系下的三相電壓閉環(huán)統(tǒng)一控制方案。為了使大功率三相逆變器得到較好的輸出電壓波形質(zhì)量，采用PID 瞬時(shí)值電壓反饋控制和重復(fù)控制并聯(lián)結(jié)合的控制方案。分析了PID 控制器和重復(fù)控制器的原理，并針對(duì)400kVA 三相逆變器的系統(tǒng)性能，給出了相應(yīng)數(shù)字PID 控制器和重復(fù)控制器的設(shè)計(jì)。并利用Matlab 建立了系統(tǒng)的仿真模型，給出了理論研究結(jié)果。提出了有效提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的兩種方法：加負(fù)載電流前饋和動(dòng)態(tài)過(guò)程中強(qiáng)制改變改變調(diào)制比。介紹了大功率三相逆變器的短路限流保護(hù)技術(shù)，提出了采用瞬時(shí)值限流電路和單獨(dú)的軟件限流環(huán)相結(jié)合的方案，保證大功率三相逆變器在短路時(shí)自動(dòng)限流保護(hù)。對(duì)兩臺(tái)大功率三相逆變器組成的并聯(lián)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、環(huán)流特性及逆變器的輸出功率進(jìn)行了分析。詳細(xì)分析了輸出阻抗特性不同時(shí)，逆變器環(huán)流和輸出功率分配的差異，得出了輸出阻抗對(duì)環(huán)流和功率影響的一般規(guī)律。針對(duì)大功率三相逆變器并聯(lián)系統(tǒng)，采用基于功率誤差的分散邏輯控制方案。分析了基于功率誤差的分散邏輯控制原理，逆變器輸出功率的檢測(cè)和母線信號(hào)綜合的脈寬調(diào)制原理。根據(jù)400kVA 三相逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的輸出阻抗特性，采用了無(wú)功調(diào)節(jié)輸出電壓幅值和同步鎖相實(shí)現(xiàn)相位同步的并聯(lián)控制策略。 本文最后在兩臺(tái)400kVA組合式三相逆變器樣機(jī)上得到了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了大功率三相逆變器的波形控制和并聯(lián)控制策略有效可行性。
上傳時(shí)間： 2013-07-03
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由于絕緣柵雙極晶體管IGBT具有工作頻率高、處理功率大和驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn),在電力電子設(shè)備、尤其是中大型功率的電力電子設(shè)備中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。但是,IGBT失效引發(fā)的設(shè)備故障往往會(huì)對(duì)生產(chǎn)帶來(lái)巨大影響和損失,因此,對(duì)IGBT的失效研究具有十分重要的應(yīng)用意義。 本文在深入分析IGBT器件工作原理和工作特性的基礎(chǔ)上,采用雙極傳輸理論聯(lián)立求解電子和空穴的傳輸方程,得到了穩(wěn)態(tài)時(shí)電子和空穴電流的表達(dá)式,對(duì)造成IGBT失效的各種因素進(jìn)行了詳細(xì)分析。應(yīng)用MATLAB軟件,對(duì)硅參數(shù)的熱導(dǎo)率、載流子濃度、載流子壽命、電子遷移率、空穴遷移率和雙極擴(kuò)散系數(shù)等進(jìn)行了仿真,深入研究了IGBT的失效因素,得到了IGBT失效的主要原因是發(fā)生擎住效應(yīng)以及泄漏電流導(dǎo)致IGBT延緩失效的有用結(jié)論。并且,進(jìn)行了IGBT動(dòng)態(tài)模型的設(shè)計(jì)和仿真,對(duì)IGBT在短路情況下的失效機(jī)理進(jìn)行了深入研究。 考慮到實(shí)際設(shè)備中的IGBT在使用中經(jīng)常會(huì)發(fā)生反復(fù)過(guò)流這一問(wèn)題,通過(guò)搭建試驗(yàn)電路,著重對(duì)反復(fù)過(guò)流對(duì)IGBT可能帶來(lái)的影響進(jìn)行了試驗(yàn)研究,探討了IGBT因反復(fù)過(guò)流導(dǎo)致的累積失效的變化規(guī)律。本文研究結(jié)果對(duì)于正確判斷IGBT失效以及失效程度、進(jìn)而正確判斷和預(yù)測(cè)設(shè)備的可能故障,具有一定的應(yīng)用參考價(jià)值。
上傳時(shí)間： 2013-08-04
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本文以感應(yīng)加熱電源為研究對(duì)象，闡述了感應(yīng)加熱電源的基本原理及其發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)感應(yīng)加熱電源常用的兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)--電流型逆變器和電壓型逆變器做了比較分析，并分析了感應(yīng)加熱電源的各種調(diào)功方式。在對(duì)比幾種功率調(diào)節(jié)方式的基礎(chǔ)上，得出在整流側(cè)調(diào)功有利于高頻感應(yīng)加熱電源頻率和功率的提高的結(jié)論，選擇了不控整流加軟斬波器調(diào)功的感應(yīng)加熱電源作為研究對(duì)象。針對(duì)傳統(tǒng)硬斬波調(diào)功式感應(yīng)加熱電源功率損耗大的缺點(diǎn)，采用軟斬波調(diào)功方式，設(shè)計(jì)了一種零電流開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振變換器ZCS-QRCs(Zero-current-switching-Quasi-resonant)倍頻式串聯(lián)諧振高頻感應(yīng)加熱電源。介紹了該軟斬波調(diào)功器的組成結(jié)構(gòu)及其工作原理，通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)的方法研究了該軟斬波器的性能，從而得出該軟斬波器非常適合大功率高頻感應(yīng)加熱電源應(yīng)用場(chǎng)合的結(jié)論。同時(shí)設(shè)計(jì)了功率閉環(huán)控制系統(tǒng)和PI功率調(diào)節(jié)器，將感應(yīng)加熱電源的功率控制問(wèn)題轉(zhuǎn)化為Buck斬波器的電壓控制問(wèn)題。 針對(duì)目前IGBT器件頻率較低的實(shí)際情況，本文提出了一種新的逆變拓?fù)?通過(guò)IGBT的并聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)倍頻，從而在保證感應(yīng)加熱電源大功率的前提下提高了其工作頻率，并在分析其工作原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了理論分析的正確性，達(dá)到了預(yù)期的效果。另外，本文還設(shè)計(jì)了數(shù)字鎖相環(huán)(DPLL)，使逆變器始終保持在功率因數(shù)近似為1的狀態(tài)下工作，實(shí)現(xiàn)電源的高效運(yùn)行。最后，分析并設(shè)計(jì)了IGBT的緩沖吸收電路。 本文第五章設(shè)計(jì)了一臺(tái)150kHz、10KW的倍頻式感應(yīng)加熱電源實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，其中斬波器頻率為20kHz，逆變器工作頻率為150kHz(每個(gè)IGBT工作頻率為75kHz)，控制核心采用TI公司的TMS320F2812DSP控制芯片，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該倍頻式感應(yīng)加熱電源實(shí)現(xiàn)了斬波器和逆變器功率器件的軟開(kāi)關(guān)，有效的減小了開(kāi)關(guān)損耗，并實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，提高了整機(jī)效率。文章給出了整機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，直流斬波部分控制框圖，逆變控制框圖，驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)和保護(hù)電路的設(shè)計(jì)。同時(shí)，給出了關(guān)鍵電路的仿真和實(shí)驗(yàn)波形。 實(shí)驗(yàn)證明，以上分析和電路設(shè)計(jì)都是行之有效的，在實(shí)驗(yàn)中取得很好的效果。
上傳時(shí)間： 2013-05-20
上傳用戶：lyy1234
本文從感應(yīng)加熱基本原理出發(fā)，概述了感應(yīng)加熱技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，在分析串聯(lián)諧振逆變器各種功率控制策略原理及優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)于移相調(diào)功輕載時(shí)的缺陷，本文將有限雙極性PWM法引入逆變器輕載時(shí)的輸出控制，通過(guò)DPLL鎖相，使滯后橋臂的電壓與電流始終保持一定的相位，同時(shí)結(jié)合非輕載時(shí)移相功率調(diào)節(jié)良好的特性，提出了一種基于DSP的新型功率控制策略，克服了傳統(tǒng)移相全橋的缺點(diǎn)，使得高頻逆變電源在輕載條件下仍能實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)，且輕載時(shí)電流連續(xù)調(diào)節(jié)范圍廣，三角畸變程度輕于PSPWM，大幅度的擴(kuò)大了負(fù)載的適用范圍，提高了電源整機(jī)效率。 在對(duì)新型PWM功率控制串聯(lián)諧振逆變器工作過(guò)程進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，解決了所有開(kāi)關(guān)管的軟開(kāi)關(guān)問(wèn)題；并通過(guò)分析功率輸出單元的輸出電壓、電流、功率等，進(jìn)而得到一個(gè)脈沖周期的輸出電壓、電流及功率的計(jì)算式。在這些理論分析的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)了基于新型PWM功率控制策略的感應(yīng)加熱電源實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)主電路各元器件進(jìn)行了精確計(jì)算與設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了以TMS320LF2407A為核心的控制與保護(hù)電路，并對(duì)DSP外圍電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)編寫(xiě)了基于新型PWM功率控制策略，以數(shù)字環(huán)相環(huán)及功率控制算法為核心的DSP程序，相關(guān)的仿真與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)得到的輸出波形很好的驗(yàn)證了新型PWM控制策略的可行性。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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目前以IGBT為開(kāi)關(guān)器件的串聯(lián)諧振感應(yīng)加熱電源在大功率和高頻下的研究是一個(gè)熱點(diǎn)和難點(diǎn),為彌補(bǔ)采用模擬電路搭建而成的控制系統(tǒng)的不足,對(duì)感應(yīng)加熱電源數(shù)字化控制研究是必然趨勢(shì)。本文以串聯(lián)諧振型感應(yīng)加熱電源為研究對(duì)象,采用TI公司的TMS320F2812為控制芯片實(shí)現(xiàn)電源控制系統(tǒng)的數(shù)字化。 首先分析了串聯(lián)諧振型感應(yīng)加熱電源的負(fù)載特性和調(diào)功方式,確定了采用相控整流調(diào)功控制方式,接著分析了串聯(lián)諧振逆變器在感性和容性狀態(tài)下的工作過(guò)程確定了系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行狀態(tài)。本文設(shè)計(jì)了電源主電路參數(shù)并在Matlab/Simulink仿真環(huán)境下搭建了整個(gè)系統(tǒng),仿真分析了串聯(lián)諧振型感應(yīng)加熱電源的半壓?jiǎn)?dòng)模式及鎖相環(huán)頻率跟蹤能力和功率調(diào)節(jié)控制。 針對(duì)感應(yīng)加熱電源的數(shù)字控制系統(tǒng),在討論了晶閘管相控觸發(fā)和鎖相環(huán)的工作原理及研究現(xiàn)狀下詳細(xì)地分析了本課題基于DSP晶閘管相控脈沖數(shù)字觸發(fā)和數(shù)字鎖相環(huán)(DPLL)的實(shí)現(xiàn),得出它們各自的優(yōu)越性,同時(shí)分析了感應(yīng)加熱電源的功率控制策略,得出了采用數(shù)字PI積分分離的控制方法。本文采用TI公司的TMS320F2812作為系統(tǒng)的控制芯片,搭建了控制系統(tǒng)的DSP外圍硬件電路,分析了系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程并編寫(xiě)了整個(gè)控制系統(tǒng)的程序。最后對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行了試驗(yàn),驗(yàn)證了理論分析的正確性和控制方案的可行性。
標(biāo)簽： kHzIGBT 50 串聯(lián)諧振
上傳時(shí)間： 2013-05-25
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本課題是針對(duì)陜西美泰電氣有限公司的一個(gè)開(kāi)發(fā)研究項(xiàng)目。在國(guó)內(nèi),中頻大功率感應(yīng)加熱電源雖然有許多研究,但是在控制方式上與選取的功率元件上卻有不同,特別是針對(duì)DSP控制與選取IGBT作為功率元件的相關(guān)文獻(xiàn)較少。數(shù)字化控制將是一種趨勢(shì),而IGBT控制靈活,驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單,從而將逐步取代晶閘管,GTO等元件。 本課題主要以并聯(lián)諧振型感應(yīng)加熱電源為研究對(duì)象,采用了IGBT為功率開(kāi)關(guān)元件的主電路,比較了直流調(diào)功和逆變調(diào)功的優(yōu)缺點(diǎn),最終選擇了三相全控晶閘管整流的調(diào)功方式,同時(shí)也描述了重疊時(shí)間對(duì)逆變器的影響。計(jì)算分析了整流側(cè)和逆變側(cè)的必要參數(shù)以及并聯(lián)諧振槽路的參數(shù),本文在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立了10kHz/500kW并聯(lián)諧振型感應(yīng)加熱系統(tǒng)的仿真模型,對(duì)整流調(diào)功、鎖相環(huán)頻率跟蹤、逆變器的啟動(dòng)等仿真波形進(jìn)行了重點(diǎn)分析并得出結(jié)論。在此理論基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了基于DSPTMS320F2812 10kHz/500kW感應(yīng)加熱電源的控制器,其中重點(diǎn)研究了閉環(huán)調(diào)功控制系統(tǒng)、鎖相環(huán)頻率跟蹤系統(tǒng)、重疊時(shí)間、整流側(cè)晶閘管脈沖觸發(fā)產(chǎn)生和相序判斷以及逆變器啟動(dòng)的全數(shù)字化控制。同時(shí),設(shè)計(jì)了過(guò)壓過(guò)流保護(hù)電路以及外圍采樣電路、檢測(cè)電路,特別是過(guò)壓保護(hù),本文給出了一種箝位思想并對(duì)此思想進(jìn)行了仿真證明了其正確性和可行性,以便使電源和IGBT更安全的工作。最后,對(duì)本文所提出的控制方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,證明了本文理論計(jì)算分析的正確性和控制方案的可行性。
標(biāo)簽： kWIGBT 500 并聯(lián)諧振
上傳時(shí)間： 2013-06-09
上傳用戶：czh415
在能源枯竭及環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重的今天，光伏發(fā)電是未來(lái)可再生能源應(yīng)用的一種重要方法。本文以光伏逆變技術(shù)為研究對(duì)象，對(duì)光伏系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤方法、光伏智能充電控制策略、光伏并網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與控制方法、光伏并網(wǎng)與有源濾波統(tǒng)一控制方法等問(wèn)題進(jìn)行了深入研究。 在擾動(dòng)觀測(cè)法的基礎(chǔ)上，提出了一種直接電流控制最大功率點(diǎn)跟蹤方法，通過(guò)檢測(cè)變換器輸出電流進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤控制，簡(jiǎn)化控制算法，同時(shí)省去了擾動(dòng)觀測(cè)法中的電壓和電流傳感器，降低系統(tǒng)成本。 研究了一種實(shí)用的光伏系統(tǒng)蓄電池充電控制策略，將最大功率點(diǎn)跟蹤與智能充電控制有機(jī)結(jié)合在一起，充分利用光伏電池的輸出功率，縮短充電時(shí)間，提高充電效率；研究了一種全數(shù)字式逆變器，通過(guò)電壓有效值外環(huán)和瞬時(shí)值內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制，既能保證系統(tǒng)輸出電壓的穩(wěn)態(tài)精度，又能保證瞬變負(fù)載條件下的動(dòng)態(tài)特性。研制了一套3kW光伏獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 針對(duì)住宅型光伏并網(wǎng)逆變器體積小、性能價(jià)格比高的要求，研究了一種基于導(dǎo)抗變換器的并網(wǎng)逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，相比于傳統(tǒng)電流型逆變器，本拓?fù)涫∪チ吮恐氐碾娍蛊鳎瑫r(shí)利用高頻變壓器進(jìn)行能量傳遞和電氣隔離，進(jìn)一步降低了系統(tǒng)損耗和體積，降低系統(tǒng)成本。 經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，由于導(dǎo)抗變換器的固有特性，采用傳統(tǒng)的SPWM調(diào)制方法將導(dǎo)致并網(wǎng)逆變器輸出平頂飽和的非正弦電流，造成對(duì)電網(wǎng)的諧波污染，提出了一種新型改進(jìn)調(diào)制模式。該方法可以實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)、低諧波并網(wǎng)發(fā)電。根據(jù)上述理論分析，研制了一臺(tái)3kW單相光伏并網(wǎng)逆變器，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的正確性。 研究了一種三相電流型并網(wǎng)逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其控制方法，采用改進(jìn)調(diào)制模式對(duì)其進(jìn)行控制，在諧波抑制方面取得了滿意的效果。提出的三相并網(wǎng)逆變方案，相比于傳統(tǒng)三相并網(wǎng)逆變器，具有如下顯著優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)中任意一相都是一個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)，不受其它相影響，即使在某一相或某兩相損壞的情況下，剩余相也能正常運(yùn)行，增加了系統(tǒng)的冗余性；在三相電網(wǎng)不平衡情況下，本方法也能提供穩(wěn)定的三相電流，增加系統(tǒng)抗電網(wǎng)波動(dòng)能力。初看起來(lái)本方案使用的導(dǎo)抗變換器和變壓器有3套，但是每相承受的功率容量只有系統(tǒng)總功率的三分之一，這樣可以選用較小容量的器件，有利于高頻電感和變壓器的制作和生產(chǎn)。提出了一種基于導(dǎo)抗變換器的三相電流型逆變器實(shí)現(xiàn)方案，利用導(dǎo)抗變換器將輸入直流電壓變換為高頻正弦電流，經(jīng)高頻變壓器隔離及電流等級(jí)變換后進(jìn)行裂相調(diào)制，輸出為三相正弦電流。該方法不僅省去了傳統(tǒng)電流型逆變器直流側(cè)電抗器，而且采用高頻變換進(jìn)行功率傳輸，減小了隔離變壓器及輸出濾波器的體積，有利于裝置的小型化和降低成本。 針對(duì)光伏電池輸出電壓較低的問(wèn)題，研究了一種單級(jí)式三相升壓型并網(wǎng)逆變器，通過(guò)一級(jí)變換同時(shí)實(shí)現(xiàn)升壓和DC/AC變換功能，并且提出了一種基于DSP芯片的控制策略，本方法僅用一個(gè)電壓傳感器就能替代原先的三個(gè)電壓傳感器：每個(gè)載波周期短路相只進(jìn)行一次開(kāi)關(guān)動(dòng)作，同時(shí)任何時(shí)刻只有2個(gè)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，可有效降低系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗；由于采用DSP控制，具有控制靈活、穩(wěn)定性高、成本低、并網(wǎng)電能質(zhì)量好，便于功率調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。 提出了一種光伏并網(wǎng)與有源濾波兼用的統(tǒng)一控制策略，在同一套裝置上既實(shí)現(xiàn)光伏并網(wǎng)發(fā)電，又實(shí)現(xiàn)諧波補(bǔ)償，克服目前的光伏發(fā)電裝置白天發(fā)電、夜間停機(jī)的不足，提高系統(tǒng)利用率。詳細(xì)分析了無(wú)功電流和諧波電流的檢測(cè)方法、光伏并網(wǎng)發(fā)電有功指令電流的生成方法及電流環(huán)控制器和電壓環(huán)控制器的設(shè)計(jì)方法，并對(duì)光伏并網(wǎng)發(fā)電與有源濾波統(tǒng)一控制模式和單一有源濾波模式進(jìn)行了討論，仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所提出的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制策略的正確性和可行性。
標(biāo)簽： 光伏發(fā)電系統(tǒng) 逆變 技術(shù)研究
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：dancnc
中大功率IGBT驅(qū)動(dòng)及串并聯(lián)特性應(yīng)用研究 中大功率IGBT驅(qū)動(dòng)及串并聯(lián)特性應(yīng)用研究 中大功率IGBT驅(qū)動(dòng)及串并聯(lián)特性應(yīng)用研究 中大功率IGBT驅(qū)動(dòng)及串并聯(lián)特性應(yīng)用研究
上傳時(shí)間： 2013-05-19
上傳用戶：洛木卓
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