隨著能源危機日趨嚴(yán)重,新能源的開發(fā)與節(jié)能技術(shù)的研究日趨迫切,而新型儲能元件—超級電容器的應(yīng)用為能量回收開辟了一條新的道路。 作為新型儲能器件,超級電容器擁有其它儲能器件無法比擬的優(yōu)點—充放電速度快、功率密度高、使用壽命長。但由于其額定電壓很低,一般為1V~3V,因此使用時需多節(jié)串聯(lián)以達(dá)到實用電壓值,而電容單體參數(shù)不一致必然導(dǎo)致單體電壓不平衡。長此以往,勢必嚴(yán)重影響超級電容組壽命及其工作可靠性。 本文從超級電容器結(jié)構(gòu)與工作原理入手,詳細(xì)闡述了其各種特性,分析和比較了目前存在的各種電壓均衡電路,確定了適合能量回收系統(tǒng)中超級電容組的電壓均衡策略,提出了如下兩種方法: 一種是運用飛渡電容轉(zhuǎn)移能量的思想,在飛渡電容與超級電容器之間加入DC/DC變換器,對超級電容器恒流充放電,保證了電壓均衡電路快速性。 針對超級電容器單體電壓低造成的DC/DC變換器恒流控制困難的問題,本文采用了新型開關(guān)電源芯片LTC3425及LTC3418實現(xiàn)了恒流輸出,仿真及試驗結(jié)果驗證了該方法的有效性。 另一種方法為基于變壓器的電壓均衡法,該方法引入全橋逆變器和高頻變壓器構(gòu)成了一種新穎的電壓均衡電路。此方法容易獲得超級電容器串聯(lián)組平均電壓值,使得對低于平均電壓值的超級電容器充電非常方便。此方法以較低成本實現(xiàn)了電壓均衡目的,并通過仿真和試驗驗證了該方法的有效性。 以上兩種方法均通過能量內(nèi)部轉(zhuǎn)移來完成電壓均衡,達(dá)到了較高的均衡效率,適合用于能量回收系統(tǒng)中超級電容組的電壓均衡。
上傳時間: 2013-06-08
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三相電壓不平衡度是衡量電網(wǎng)電能質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。在三相系統(tǒng)中,引起電壓不平衡的主要原因是發(fā)電機的輸出電壓不平衡和負(fù)載不平衡兩方面,電壓不平衡比較嚴(yán)重時,會給系統(tǒng)帶來諸多危害。近年來,STATCOM因其動態(tài)響應(yīng)速度快,電流諧波含量小,裝置體積小等優(yōu)點,在電壓不平衡補償中的應(yīng)用越來越廣。 首先本文研究了基于IGCT的STATCOM主電路。為了獲得更高的輸出電壓,通常需要將IGCT串聯(lián)使用。然而在器件串聯(lián)使用時,由于其特性的差異會產(chǎn)生暫態(tài)電壓分配不均衡,導(dǎo)致個別器件上產(chǎn)生過電壓而威脅器件的安全,嚴(yán)重時會燒毀器件。因此需要采用均壓電路來保證串聯(lián)結(jié)構(gòu)中電壓的平均分配。本文重點對IGCT串聯(lián)均壓電路和緩沖電路進行了設(shè)計,在分析串聯(lián)均壓電路的同時,計算了吸收電容和吸收電阻的取值范圍。而后,對緩沖電路進行了Pspice仿真,通過仿真驗證了均壓電路的工作效果。結(jié)果表明,吸收電容和吸收電阻的取值合適,能夠?qū)GCT的串聯(lián)運行起到很好的保護作用。本文還對100Kvar/660VSTATCOM的主電路進行了參數(shù)設(shè)計,對IGCT的型號和各主要元件進行了選擇。 本文重點研究了不平衡系統(tǒng)中STATCOM的控制策略。建立了基于IGCT的STATCOM的數(shù)學(xué)模型;根據(jù)STATCOM的電流暫態(tài)模型,對電流電壓進行序分解,并做D—Q坐標(biāo)變換,建立STATCOM在靜止坐標(biāo)系下的正、負(fù)序數(shù)學(xué)模型。基于建立的負(fù)序模型,研究STATCOM在不平衡情況下的控制策略,本文采用無差拍控制方法;根據(jù)實際補償時遇到的問題:收斂速度慢、依賴固定的負(fù)載模型、魯棒性差等,對無差拍控制方法進行了優(yōu)化設(shè)計。該優(yōu)化方法在傳統(tǒng)無差拍的基礎(chǔ)上引入了參考電流觀測器和狀態(tài)觀測器;文中具體設(shè)計了這個改進無差拍控制器和其相關(guān)電路。經(jīng)分析與仿真驗證了本文提出的優(yōu)化控制方法,將該方法應(yīng)用于STATCOM不平衡補償器,取得了良好的不平衡補償性能、快速的動態(tài)響應(yīng)和良好的魯棒性。
上傳時間: 2013-06-05
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空調(diào)壓縮機是空調(diào)器的核心部件。傳統(tǒng)定速空調(diào)器中壓縮機多采用單相異步電動機,對電機采用簡單的開關(guān)式控制,電能損耗、室溫波動及噪音都很大,壓縮機容易受沖擊損壞。隨著人們生活水平的提高及能源短缺問題的出現(xiàn),將變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)器中,將變頻壓縮機取代傳統(tǒng)定頻定速壓縮機,對其進行變頻調(diào)速將使壓縮機減少開停次數(shù),降低室溫波動,提高舒適度,獲得了更好的空氣調(diào)節(jié)效果和實現(xiàn)節(jié)能降耗的要求。 空調(diào)系統(tǒng)是一個典型的多輸入多輸出、具有大滯后特性的菲線性系統(tǒng)。要對空調(diào)壓縮機進行變頻調(diào)速,需要根據(jù)房間溫度的變化得出壓縮機的頻率值。由于空調(diào)系統(tǒng)精確的數(shù)學(xué)模型難以取得,且時間常數(shù)較大,傳統(tǒng)的PID調(diào)整不僅費時費力,性能指標(biāo)也不能令人滿意。因此,將模糊控制技術(shù)引入空調(diào)壓縮機的變頻調(diào)速控制,建立模糊控制器,以房間溫度的變化和變化率為輸入,壓縮機的頻率為輸出。對于提高空調(diào)系統(tǒng)的控制精度、穩(wěn)定性和可靠性,無論從學(xué)術(shù)研究角度出發(fā),還是在工程應(yīng)用方面,都具有相當(dāng)?shù)默F(xiàn)實意義。 本文分別從三相異步電動機的變頻調(diào)速技術(shù)、變頻空調(diào)控制策略等方面進行了探討分析。首先將模糊控制技術(shù)應(yīng)用到空調(diào)壓縮機變頻調(diào)速中,根據(jù)建立模糊控制規(guī)則的基本思想及實際運行經(jīng)驗,通過模糊控制技術(shù)使空調(diào)壓縮機具有自調(diào)整的智能特性,從而得出最佳的動態(tài)控制參數(shù),克服了PID控制器控制精度較低、消除穩(wěn)態(tài)誤差能力差的缺點。 然后詳細(xì)闡述了SVPWM的基本原理,對空間矢量調(diào)制(SVPWM)方式及其實現(xiàn)方法進行了探討。在變頻壓縮機的控制中采用先進的SVPWM調(diào)制技術(shù),壓縮機能根據(jù)室內(nèi)需要的冷(熱)量不同,連續(xù)地、動態(tài)地、實時地調(diào)整其制冷(熱)量,始終保持在較合理的運轉(zhuǎn)狀態(tài)下。能夠進一步提高電壓的利用率和頻率分辨率,并使壓縮機運行更加平穩(wěn),提高空調(diào)的效率,達(dá)到節(jié)能降耗的效果。
標(biāo)簽: SVPWM 模糊控制 變頻調(diào)速
上傳時間: 2013-04-24
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目前,小波分析在信息技術(shù)和其他學(xué)科方面的應(yīng)用是眾多科技工作者關(guān)心的課題。在理論方面,新觀點、新方法不斷涌現(xiàn)。本文旨在完善小波的基本理論,對原有的小波去噪方法作進一步的改進。 經(jīng)典的信號處理方法,例如傅立葉變換、短時傅立葉變換等具有局限性,因而限定了它們的應(yīng)用范圍。小波分析作為一種全新的信號處理方法,它將信號中各種不同的頻率成分分解到互不重疊的頻帶上,為信號濾波、信噪分離和特征提取提供了有效途徑,特別在信號去噪方面顯出了獨特的優(yōu)勢。本文介紹了經(jīng)典的去噪方法,并對其適用范圍和效果進行了分析和比較。并且,討論了小波分析的基本理論,介紹了連續(xù)小波變換、離散小波變換和小波變換的快速分解與重構(gòu)算法,最后研究了小波基的數(shù)學(xué)特性,分析了它們對實際應(yīng)用的影響和作用。進而,介紹了小波的幾種去噪方法:小波變換高頻系數(shù)置零去噪方法、小波變換模極大值去噪方法、小波閾值去噪方法、小波空域相關(guān)性去噪方法。用小波變換將高頻系數(shù)強制置零去噪的方法是比較方便的,但它的不足之處是經(jīng)將高頻系數(shù)強制置零去噪后重構(gòu)的信號會使信號丟失一些細(xì)節(jié),且小波基的選擇亦有相當(dāng)?shù)碾y度,只有靠經(jīng)驗來確定,不過比傳統(tǒng)的濾波方法所得的效果還是要好。對于小波變換模極大值去噪的原理,分析了去噪過程中幾個參數(shù)的選取問題,并給出了一些選取依據(jù);對小波閾值去噪方法的幾個關(guān)鍵問題進行了詳細(xì)討論。對閾值去噪進行了改進,利用均值逼近與閾值去噪相結(jié)合的方法來實現(xiàn)信號的處理,并通過實驗仿真實現(xiàn)。實驗結(jié)果表明該方法提高了信噪比,去噪效果優(yōu)于單獨應(yīng)用閾值去噪的方法。 在空域相關(guān)去噪算法的基礎(chǔ)上,進行了改進,利用閾值濾波與相關(guān)去噪算法相結(jié)合的一種組合去噪算法,仿真試驗結(jié)果表明,由該算法濾波之后得到的小波系數(shù)不僅連續(xù)性好,準(zhǔn)確率高,而且易于重構(gòu)信號。 本文分別對這四種方法進行了算法分析比較,通過實驗仿真來實現(xiàn),并對實驗結(jié)果進行了分析。實驗仿真結(jié)果表明了利用小波分析理論對信號去噪的可行性和有效性。 關(guān)鍵詞:小波分析,信號去噪,閾值,均值逼近,空域相關(guān)
標(biāo)簽: 小波分析 信號去噪 中的應(yīng)用
上傳時間: 2013-07-19
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隨著低壓供電系統(tǒng)中感性負(fù)荷越來越多,電網(wǎng)對無功電流的需求量急劇增加,為了提高系統(tǒng)供電質(zhì)量和供電效率,必須對電網(wǎng)進行無功補償。晶閘管投切電容器(TSC)一種簡單易行的補償措施,并已得到廣泛應(yīng)用。但是長期以來無功補償裝置中的電容器投切開關(guān)存在功能單一、使用壽命短、開關(guān)沖擊大等不足,這些不足嚴(yán)重制約了補償裝置的發(fā)展。因此開發(fā)大容量快速的集多種功能于一體的電子開關(guān)功率單元將是晶閘管投切電容器(TSC)技術(shù)中長期研究的主要內(nèi)容,具有很高的實用價值。 首先,本文回顧了投切開關(guān)的發(fā)展歷史,并指出它們存在的優(yōu)點和弊端。闡述了晶閘管投切電容器(TSC)的基本工作原理及主電路的組成和實現(xiàn)手段。 其次,提出功率單元的概念,并介紹了它的組成、功能和作用、對功率單元各個組成部分進行研究,主要包括根據(jù)系統(tǒng)電壓和電流選擇晶閘管型號、根據(jù)TSC無過渡過程原理的分析來設(shè)計過零觸發(fā)模塊、利用補償電容上的工作電壓波形設(shè)計多功能卡上的工作指示電路、故障檢測電路,根據(jù)TSC的保護特點將溫度開關(guān)串入到控制信號和冷卻風(fēng)扇電路,在溫度過高時起到對功率單元的保護作用。然后在理論及設(shè)計參數(shù)的基礎(chǔ)上制造功率單元。在已有的TSC補償裝置上對功率單元的性能進行實驗,實驗結(jié)果表明,論文所設(shè)計功率單元能很好的實現(xiàn)投切電容器的作用,還實現(xiàn)各種保護和顯示功能,提高效率和補償效果。 最后,系統(tǒng)地闡述了功率單元作為集成化開關(guān)模塊在無功補償領(lǐng)域的優(yōu)越性,并指出設(shè)計中需要完善的地方。
上傳時間: 2013-07-19
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電梯在垂直升降的過程中,由于功率變化范圍很大,節(jié)能潛力巨大。本文主要工作在于結(jié)合電梯系統(tǒng)的特點,對超級電容儲能系統(tǒng)中超級電容容量需求及其他相關(guān)參數(shù)的設(shè)置進行詳細(xì)討論。也對與之配套的雙向DC/DC變換器進行研究。 本文在研究了電梯系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運行特點的基礎(chǔ)上,對其運行過程中能量狀態(tài)的變化進行了詳細(xì)分析,得到了儲能裝置中超級電容器容量的計算方法,并在此基礎(chǔ)上,根據(jù)超級電容器容量需求與系統(tǒng)前級雙向整流器功率的關(guān)系,提出了一套簡單有效的能量管理方案,減少了儲能裝置中超級電容器的容量需求。并且對于超級電容容量設(shè)置給出了一般的原則。 儲能裝置與系統(tǒng)直流母線之間需要雙向變換器進行能量傳遞,本文對于各種雙向直流變換器拓?fù)涞膬?yōu)缺點進行了比較,結(jié)合在超級電容儲能裝置中的具體應(yīng)用需要,得出BUCK/BOOST型變換器更適合本文中的應(yīng)用。 本文為儲能裝置設(shè)計了基于DSP(數(shù)字信號處理器)全數(shù)字控制的具有多種工作方式的雙向DC/DC變換器的小功率樣機,在電容器放電時,以恒流模式向直流母線輸送能量;在電容器充電時,以分段恒流模式或恒壓模式進行充電。文中給出了詳細(xì)的硬件電路以及數(shù)字控制部分的設(shè)計過程,并通過實驗進行了驗證。
標(biāo)簽: 電梯系統(tǒng) 儲能 超級電容
上傳時間: 2013-04-24
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功率因數(shù)補償裝置中FFT諧波檢測算法研究,很有參考意義
上傳時間: 2013-06-29
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這本書列舉了matlab在27個實例中的使用說明和各種技巧。
標(biāo)簽: matlab 中的應(yīng)用
上傳時間: 2013-04-24
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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)動簡單等諸多優(yōu)點,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)用越來越廣泛。但是,IGBT失效引發(fā)的設(shè)備故障往往會對生產(chǎn)帶來巨大影響和損失,因此,對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)時電子和空穴電流的表達(dá)式,對造成IGBT失效的各種因素進行了詳細(xì)分析。應(yīng)用MATLAB軟件,對硅參數(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散系數(shù)等進行了仿真,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,進行了IGBT動態(tài)模型的設(shè)計和仿真,對IGBT在短路情況下的失效機理進行了深入研究。 考慮到實際設(shè)備中的IGBT在使用中經(jīng)常會發(fā)生反復(fù)過流這一問題,通過搭建試驗電路,著重對反復(fù)過流對IGBT可能帶來的影響進行了試驗研究,探討了IGBT因反復(fù)過流導(dǎo)致的累積失效的變化規(guī)律。本文研究結(jié)果對于正確判斷IGBT失效以及失效程度、進而正確判斷和預(yù)測設(shè)備的可能故障,具有一定的應(yīng)用參考價值。
上傳時間: 2013-08-04
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matlab中實現(xiàn)雷達(dá)信號處理,雷達(dá)仿真中會用到的
標(biāo)簽: matlab 雷達(dá)信號處理
上傳時間: 2013-04-24
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