無(wú)功功率是影響電網(wǎng)穩(wěn)定的一個(gè)重要因素,無(wú)功補(bǔ)償是保證電力系統(tǒng)高效可靠運(yùn)行的有效措施之一,它關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定的運(yùn)行?;趪?guó)內(nèi)電力市場(chǎng)的需求現(xiàn)狀,考慮到無(wú)功補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)條件和經(jīng)濟(jì)適應(yīng)性,研制出了一種基于DSPTMS320LF2407A控制的TSC型低壓動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置。 本文主要研究了TSC無(wú)功補(bǔ)償?shù)幕驹?,無(wú)功補(bǔ)償?shù)目刂品绞胶驮?,MATLAB系統(tǒng)仿真以及控制器的軟、硬件的設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)方面,由DSPTMS320LF2407A作為主控制器,能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)采樣計(jì)算、無(wú)功自動(dòng)調(diào)節(jié)、故障保護(hù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能,具有比傳統(tǒng)的單片機(jī)控制運(yùn)算速度高,實(shí)時(shí)性好的特點(diǎn)。采用晶閘管控制投切電容器,完全實(shí)現(xiàn)了電容器的快速,無(wú)弧,無(wú)沖擊投切,具有優(yōu)良的性能。在軟件上,采用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言混合編程。在投切原則上,與常見的功率因數(shù)控制方案相比較,采用無(wú)功功率和功率因數(shù)相結(jié)合控制方式,避免了輕載投切振蕩,使無(wú)功調(diào)節(jié)更為合理。 為了實(shí)現(xiàn)裝置應(yīng)具有的功能,本文設(shè)計(jì)并制作了較為完整的控制電路及其外圍設(shè)備的硬件電路。文中設(shè)計(jì)編寫了整個(gè)控制系統(tǒng)的控制程序,給出了控制軟件的結(jié)構(gòu)框圖。結(jié)果表明本裝置軟硬件設(shè)計(jì)合理,控制方法可行,系統(tǒng)運(yùn)行可靠,達(dá)到了預(yù)期的目的。
標(biāo)簽: DSP TSC 動(dòng)態(tài)
上傳時(shí)間: 2013-07-05
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逆變器廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)方面,數(shù)字控制具有方便實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算法、抗干擾性強(qiáng)和產(chǎn)品容易升級(jí)等優(yōu)點(diǎn),已成為未來(lái)逆變器的發(fā)展趨勢(shì)。使用數(shù)字技術(shù)控制設(shè)計(jì)逆變器,控制器的性能決定了逆變系統(tǒng)系統(tǒng)的性能。然而在很多高頻應(yīng)用的場(chǎng)合,目前常用的控制器的速度往往不能完全達(dá)到要求。與傳統(tǒng)單片機(jī)和DSP芯片相比,F(xiàn)PGA器件具有更高的處理速度。同時(shí)FPGA應(yīng)用在數(shù)字化逆變器設(shè)計(jì)中,還可以大大簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并可實(shí)現(xiàn)多種高速算法,具有較高的性價(jià)比。在逆變器的全數(shù)字化控制領(lǐng)域,F(xiàn)PGA具有很好的應(yīng)用價(jià)值。 論文首先介紹了SPWM基本原理及其控制方式,SPWM的生成方法,并結(jié)合本課題給出了查表法生成SPWM波的一般方法,且以單相全橋逆變器為例進(jìn)行了仿真。分析其的電路特點(diǎn),建立PWM逆變器的統(tǒng)一電路模型、連續(xù)狀態(tài)空間以及離散狀態(tài)空間模型,在此數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上,針對(duì)逆變器研究分析了目前用于逆變器設(shè)計(jì)的各種數(shù)字控制技術(shù)、控制方案,討論了其控制方法的優(yōu)缺點(diǎn),相關(guān)控制器設(shè)計(jì)的一般問(wèn)題,最后比較了其優(yōu)缺點(diǎn),指出其存在的共性問(wèn)題,總結(jié)了使用FPGA設(shè)計(jì)逆變器數(shù)字控制器的優(yōu)勢(shì)。然后以單相電壓型PWM逆變器為控制模型采用新型模數(shù)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制器的方案,給出了純正正弦波逆變器的設(shè)計(jì)方案。 論文詳細(xì)論述了采用模數(shù)混合型FPGA作為主控芯片的高頻逆變器設(shè)計(jì)方法與實(shí)現(xiàn)過(guò)程。系統(tǒng)主控芯片采用Fusion系列AFS600,世界上首個(gè)模數(shù)混合型FPGA。主要設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括:逆變器硬件電路設(shè)計(jì)以及SPWM數(shù)字控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。外圍強(qiáng)電電路的設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于用于前端升壓的高頻變壓器的設(shè)計(jì)以及輸出端LC濾波電感與電容的選取。另外,SPWM“H”字全橋逆變電路中的高懸浮電壓也是設(shè)計(jì)中需要值得注意的重要環(huán)節(jié)。在控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方面,采用FPGA自上而下的設(shè)計(jì)方法,對(duì)其控制系統(tǒng)進(jìn)行了功能劃分,完成了SPWM產(chǎn)生器以及加入死區(qū)補(bǔ)償?shù)腜WM發(fā)生器、和反饋等模塊的設(shè)計(jì)。 論文的結(jié)束部分給出了設(shè)計(jì)結(jié)果,并指出了進(jìn)一步的工作的思路和方向。
標(biāo)簽: 逆變器 數(shù)字控制 技術(shù)研究
上傳時(shí)間: 2013-05-19
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隨著功率開關(guān)器件的進(jìn)步,大量的電力電子變流裝置在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用,但是這些變流裝置大部分都需要整流環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的不控整流或相控整流存在網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)低、電流畸變嚴(yán)重等缺點(diǎn)。PWM整流器可實(shí)現(xiàn)正弦的網(wǎng)側(cè)電流、單位或可調(diào)的功率因數(shù)、能量的雙向流動(dòng),是一種真正意義上的“綠色環(huán)保”電力電子裝置。PWM整流器可分為電壓型PWM整流器(Voltage—SourceRectifier,VSR)和電流型PWM整流器(Current—SourceRectifier,CSR)。CSR具有直接控制輸出電流、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、限流能力強(qiáng)等特點(diǎn),在一些中、大功率應(yīng)用場(chǎng)合,較之VSR,在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上更具優(yōu)勢(shì)。 本文針對(duì)電網(wǎng)電壓平衡、不平衡情況、多模塊直接并聯(lián)幾個(gè)方面,對(duì)三相CSR及其控制策略展開了深入研究,論文的主要工作和取得的創(chuàng)新性成果如下: 1、在電網(wǎng)電壓平衡情況下,提出了三相CSR的直流電流非線性解耦控制策略和交流電流非線性解耦控制策略,實(shí)現(xiàn)了有功功率和無(wú)功功率的獨(dú)立、解耦控制,獲得了線性的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。直流電流非線性解耦控制策略是直流電流控制和網(wǎng)側(cè)無(wú)功電流控制并行的控制策略,具有較快的直流電流響應(yīng)速度;交流電流非線性解耦控制策略是直流電流(或電壓)控制和網(wǎng)側(cè)電流控制級(jí)聯(lián)的控制策略,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于獨(dú)立設(shè)計(jì)直流和交流控制器的特點(diǎn)。 2、考慮了電網(wǎng)電壓不平衡和濾波器參數(shù)三相不對(duì)稱的情況,提出了基于瞬時(shí)有功功率調(diào)節(jié)的三相CSR的不平衡補(bǔ)償策略,消除了直流電流脈動(dòng)分量,實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)側(cè)可控的功率因數(shù)和正弦的交流電流;提出了基于滑模控制的交流電流控制策略,簡(jiǎn)化了控制器結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了對(duì)網(wǎng)側(cè)電流的無(wú)差跟蹤。 3、建立了多模塊直接并聯(lián)CSR的環(huán)流模型;對(duì)任一并聯(lián)模塊,提出了總直流電流控制器外加2個(gè)均流控制器的直流側(cè)控制器結(jié)構(gòu),保證了流過(guò)各模塊上、下橋臂的電流均相等,并且各模塊僅共享總直流電流控制器輸出信號(hào),最大可能地保證了各模塊控制的獨(dú)立性。 4、建立了三相CSR實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)研究。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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隨著環(huán)境污染和能源短缺問(wèn)題的日趨嚴(yán)重,尋找一種儲(chǔ)備大、無(wú)污染的新能源已經(jīng)上升到世界各國(guó)的議事日程。太陽(yáng)能作為當(dāng)今最理想環(huán)保的能源之一,已經(jīng)得到了人類越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。本文以光伏(Photovoltaic—PV)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)為研究對(duì)象,以最大限度利用太陽(yáng)能、無(wú)污染回饋電網(wǎng)為主要目標(biāo),開展了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的理論研究和仿真,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。光伏并網(wǎng)逆變器是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中必不可少的設(shè)備之一,其效率的高低、可靠性的好壞將直接影響整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能和投資。本文主要研究適用于并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器。 本文以一個(gè)完整的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)為研究對(duì)象,重點(diǎn)對(duì)單相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行了全面的分析,并從并網(wǎng)系統(tǒng)的主電路拓?fù)?、控制策略、孤島效應(yīng)以及系統(tǒng)的可靠性分析幾個(gè)方面做了詳細(xì)的分析和仿真實(shí)驗(yàn)。 首先,介紹了國(guó)內(nèi)外光伏并網(wǎng)發(fā)電產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀,并對(duì)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、優(yōu)缺點(diǎn)、發(fā)展趨勢(shì)及光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對(duì)逆變器的要求做了簡(jiǎn)單介紹,對(duì)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)建立了總體認(rèn)識(shí)。 其次,討論研究了逆變器主電路的拓?fù)湫问剑⒏鶕?jù)實(shí)際情況,選擇了無(wú)變壓器的兩級(jí)結(jié)構(gòu),即前級(jí)DC/DC變換器和后級(jí)DC/AC逆變器,兩部分通過(guò)DClink連接。前級(jí)的DC/DC模塊采用Boost拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),后級(jí)的DC/AC逆變器采用逆變?nèi)珮驅(qū)崿F(xiàn)逆變,向電網(wǎng)輸送功率。討論確定了逆變器輸出電流的控制方式,并最終確定了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的總體方案。高性能的數(shù)字信號(hào)處理器芯片(Digital Signal Processor—DSP)的出現(xiàn),使得一些先進(jìn)的控制策略應(yīng)用于光伏并網(wǎng)的控制成為可能。本文以TI公司的數(shù)字信號(hào)處理器芯片TMS320F2812為核心,設(shè)計(jì)了控制電路并給出了驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路的設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì)思想。應(yīng)用MATLAB/Simulink中的工具箱搭建了整個(gè)電路模型,進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)研究。 再次,我們已經(jīng)知道孤島效應(yīng)問(wèn)題關(guān)系到光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的安全問(wèn)題。本文分析了孤島效應(yīng)產(chǎn)生的原因、對(duì)電網(wǎng)的危害和目前各種常用的被動(dòng)和主動(dòng)及外部孤島效應(yīng)的檢測(cè)方法。根據(jù)本文涉及的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn),采用了電壓前饋正反饋檢測(cè)孤島的方法,然后詳細(xì)介紹了該方法的原理和實(shí)現(xiàn)過(guò)程, 并給出了逆變器的反孤島效應(yīng)模型和仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果。仿真結(jié)果證明,該方法是可行的,并且達(dá)到了IEEE Std.2000—929標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 光伏系統(tǒng)的可靠性研究對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行乃至投資決策產(chǎn)生了重要影響。本論文以光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的基本組成為線索,對(duì)各部分進(jìn)行可靠性分析,對(duì)滿足一定可靠性水平的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行分析,從而對(duì)其的推廣使用起到了理論指導(dǎo)作用。 關(guān)鍵詞:光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng);逆變器;孤島效應(yīng);DSP;可靠性分析
標(biāo)簽: 光伏并網(wǎng) 逆變器 可靠性分析
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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;軟開關(guān)技術(shù)
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隨著“節(jié)能環(huán)?!备拍畹奶岢?,以解決電力緊張,環(huán)境污染等問(wèn)題為目的的新能源利用方案得到迅速的推廣,使得分布式發(fā)電備受關(guān)注,即將成為世界各國(guó)重要的發(fā)電形式。帶有分布式電源的配電網(wǎng)及電力電子裝置的大量應(yīng)用致使電能質(zhì)量下降,如何將分布式發(fā)電系統(tǒng)的能量回饋至電網(wǎng)的同時(shí)有效改善電能質(zhì)量是一個(gè)重要的問(wèn)題,因此在分布式發(fā)電系統(tǒng)中起電能變換作用的逆變器成為研究的一個(gè)熱點(diǎn)。本篇主要以電壓型并網(wǎng)逆變器為研究對(duì)象,對(duì)并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制策略、參數(shù)的選擇、并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)等方面作出了詳細(xì)的分析和研究。 首先根據(jù)帶有分布式發(fā)電的配電網(wǎng)的特點(diǎn)提出一種新的諧波治理思路,即將改善電能質(zhì)量的有源濾波技術(shù)結(jié)合到分布式逆變電源中,設(shè)計(jì)一種新型的多功能并網(wǎng)逆變器。用開關(guān)函數(shù)法建立了并網(wǎng)逆變器小信號(hào)數(shù)學(xué)模型,確定了以PI閉環(huán)調(diào)節(jié)為核心的復(fù)合控制策略,同時(shí)為了使輸出電流控制達(dá)到更好的效果,采用電網(wǎng)電壓前饋補(bǔ)償方法抵消電網(wǎng)電壓擾動(dòng)對(duì)并網(wǎng)電流的影響;基于瞬時(shí)無(wú)功功率的id-iq諧波電流檢測(cè)算法能精確檢測(cè)和分離所需要的有功和諧波分量;基于DSP的軟件鎖相控制算法能實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)電流與電網(wǎng)電壓同頻同相。 其次對(duì)并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行了分塊設(shè)計(jì):對(duì)逆變系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換電路、逆變驅(qū)動(dòng)電路、PWM信號(hào)發(fā)生電路等電路進(jìn)行了詳細(xì)地分析和說(shuō)明。利用DSP主控芯片TMS320LF2407A內(nèi)部的SCI異步串行通信接口實(shí)現(xiàn)了逆變器的人機(jī)交互功能,利用其內(nèi)嵌的CAN控制模塊實(shí)現(xiàn)了逆變器的并機(jī)通信功能;同時(shí)在TI DSP2000的運(yùn)行環(huán)境下給出控制系統(tǒng)的主程序和周期中斷子程序流程。 最后開發(fā)了以功率器件IPM構(gòu)成的三相PWM變流橋主電路的多功能逆變電源實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和相關(guān)配套輔助電路,完成了逆變電源的輸出有功功率及消除諧波的實(shí)驗(yàn)并給出了裝置樣機(jī)的實(shí)物圖以及實(shí)驗(yàn)波形圖。驗(yàn)證了逆變器工作原理分析的正確性和系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路的可行性。 本文所做工作拓寬了帶有分布式發(fā)電的配電網(wǎng)諧波治理的思路,對(duì)推動(dòng)我國(guó)節(jié)能供電、新能源的利用以及改善電網(wǎng)電能質(zhì)量等方面具有一定的理論意義和較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
標(biāo)簽: 諧波抑制 分布式發(fā)電 并網(wǎng)逆變器
上傳時(shí)間: 2013-06-06
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由于傳統(tǒng)供電系統(tǒng)的固有缺陷,當(dāng)單臺(tái)電源供電時(shí),一旦發(fā)生故障可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓,造成不可估計(jì)的損失。逆變電源并聯(lián)技術(shù)是提高逆變電源運(yùn)行可靠性和擴(kuò)大供電容量的重要手段。并聯(lián)技術(shù)可以提高逆變電源的通用性和靈活性,使系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、組合更加方便,使可靠性進(jìn)一步提高。 本文主要研究逆變電源輸出的數(shù)字控制技術(shù),以及逆變電源的并聯(lián)控制策略,以改善逆變電源的輸出性能,提高逆變電源的可靠性,并為分布式發(fā)電系統(tǒng)提供最基本的單元模塊。本系統(tǒng)采用高頻逆變技術(shù),主電路前級(jí)采用BOOST升壓,后級(jí)采用半橋逆變電路,以TI公司的TMS320F2806DSP為主控核心實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的控制功能。本文主要研究?jī)?nèi)容如下: 1.首先介紹了當(dāng)前的適合逆變電源的控制策略,分析了這些控制策略的優(yōu)缺點(diǎn),介紹了當(dāng)前的適用于逆變電源并聯(lián)運(yùn)行的控制策略,并簡(jiǎn)單介紹了它們的原理; 2.介紹了逆變電源無(wú)線并聯(lián)的關(guān)鍵技術(shù),依據(jù)下垂并聯(lián)控制的數(shù)學(xué)模型,對(duì)并聯(lián)系統(tǒng)的功率下垂特性、功率解耦控制思想等方面進(jìn)行了詳細(xì)的分析; 3.通過(guò)對(duì)當(dāng)前逆變電源控制策略的分析、研究,對(duì)所選的逆變電源主電路進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,設(shè)計(jì)了逆變電源三閉環(huán)調(diào)節(jié)控制器,并通過(guò)Matlab仿真工具進(jìn)行仿真,驗(yàn)證了該控制策略的可行性; 4.建立了單相逆變電源無(wú)線并聯(lián)控制系統(tǒng)的MATLAB仿真模型,并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證分析,結(jié)果表明:該基于下垂法控制的無(wú)線并聯(lián)方案可以使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出有功功率、無(wú)功功率和諧波功率的良好控制; 5.采用DSP為主控芯片,設(shè)計(jì)并制作了單相無(wú)線并聯(lián)型逆變電源樣機(jī),給出并聯(lián)型逆變單元輸出濾波電感參數(shù)選擇的工程設(shè)計(jì)方法和原則,并對(duì)上述的三閉環(huán)控制策略進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果良好。
標(biāo)簽: 高頻逆變電源 并聯(lián)控制 策略
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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在能源枯竭與環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重的今天,新能源的開發(fā)與利用愈來(lái)愈受到重視。太陽(yáng)能是當(dāng)前世界上最清潔、最現(xiàn)實(shí)、最有大規(guī)模開發(fā)利用前景的可再生能源之一。其中太陽(yáng)能光伏利用受到世界各國(guó)的普遍關(guān)注。而太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電是太陽(yáng)能光伏利用的主要發(fā)展趨勢(shì),必將得到快速的發(fā)展。在并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)中,逆變器是系統(tǒng)中最末一級(jí)或唯一一級(jí)能量變換裝置,其效率的高低、可靠性的好壞將直接影響整個(gè)并網(wǎng)型系統(tǒng)的性能和投資。按照不同的標(biāo)準(zhǔn)光伏并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為很多種,本文主要研究單相非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器。 文章首先概述了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展情況并分析了當(dāng)前國(guó)際金融危機(jī)對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的影響。其次,分析了當(dāng)前國(guó)際市場(chǎng)上主要的光伏逆變器產(chǎn)品的特點(diǎn),概括了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中光伏陣列的配置。隨后,本文以單相全橋拓?fù)錇槟P头治隽朔歉綦x型并網(wǎng)系統(tǒng)在采用不同的PWM調(diào)制策略下的共模電流,指出了抑制共模電流需滿足的條件。對(duì)于全橋和半橋拓?fù)?,分析了不同的濾波方式對(duì)共模電流抑制的影響??偨Y(jié)了能夠抑制共模電流的實(shí)用電路拓?fù)洳⑻岢隽艘环N能夠抑制共模電流的新拓?fù)洹?duì)不同拓?fù)涞膿p耗情況在文章中進(jìn)行了比較。 對(duì)于非隔離型并網(wǎng)系統(tǒng)中的逆變器易向電網(wǎng)注入直流分量的問(wèn)題,首先分析了直流分量產(chǎn)生的原因及其導(dǎo)致變壓器產(chǎn)生的直流偏磁飽和現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上,總結(jié)了抑制直流分量的方法,指出了半橋拓?fù)淠軌蛞种浦绷鞣至?。?duì)于并網(wǎng)電流的控制,工程上通常采用比例積分控制器,而比例積分控制器在理論上無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差控制,因此,本文對(duì)能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)靜差控制的比例諧振控制器進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。最后,在非隔離型1.5kW實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上對(duì)共模電流和直流分量的抑制方法進(jìn)行了驗(yàn)證。
標(biāo)簽: 單相 光伏并網(wǎng) 非隔離型
上傳時(shí)間: 2013-07-30
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傳統(tǒng)開環(huán)運(yùn)行的三相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中存在著振蕩和失步等不足之處。本文針對(duì)這種情況,通過(guò)對(duì)理想化三相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型的分析,把三相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)視為一種低速同步電動(dòng)機(jī)。同時(shí),結(jié)合電流跟蹤型PWM控制方式及恒流斬波驅(qū)動(dòng)的工作原理,設(shè)計(jì)了基于數(shù)字信號(hào)處理器TMS320F2812的全數(shù)字三相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)正弦波細(xì)分驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 首先,本文從三相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型出發(fā),對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行了研究,分析了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)連續(xù)均勻旋轉(zhuǎn)的工作機(jī)理。然后分析了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性及細(xì)分控制的必要性,進(jìn)而分析了細(xì)分驅(qū)動(dòng)對(duì)改善步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能的作用,并針對(duì)細(xì)分運(yùn)行的一些不足之處,提出了均勻細(xì)分恒轉(zhuǎn)矩控制的方案。理論分析表明,在混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組中通以互差120°的正弦波電流時(shí),可得到類似同步機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性,使電動(dòng)機(jī)均勻旋轉(zhuǎn)。 本系統(tǒng)硬件電路以TMS320F2812為核心,采用正弦波細(xì)分和電流跟蹤型脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)實(shí)現(xiàn)三相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的細(xì)分控制,使三相定子繞組電流嚴(yán)格跟蹤電流給定信號(hào)變化。應(yīng)用IR公司的IR2130集成驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的功率驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì),節(jié)省了板上空間,減小了裝置體積。同時(shí)從裝置可靠性出發(fā),設(shè)計(jì)了一套安全可靠的硬件保護(hù)電路。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文所設(shè)計(jì)的三相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)正弦波細(xì)分驅(qū)動(dòng)器具有優(yōu)良的控制性能。細(xì)分運(yùn)行時(shí)減弱了混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的低速振動(dòng)和噪聲,使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn),并改善了其低頻運(yùn)行性能。
標(biāo)簽: DSP 三相混合式 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)
上傳時(shí)間: 2013-06-27
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交錯(cuò)并聯(lián)反激變換器具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,控制方便等優(yōu)點(diǎn),并且可以實(shí)現(xiàn)電氣隔離。但是其升壓比不高,變換器中主開關(guān)管電壓應(yīng)力較大,且工作中開關(guān)管處于硬開關(guān)狀態(tài),限制了變換器的效率。 針對(duì)交錯(cuò)并聯(lián)反激變換器所存在的問(wèn)題,本文提出了一種新穎的基于耦合電感第三繞組實(shí)現(xiàn)的原邊并聯(lián)、副邊并聯(lián)隔離型軟開關(guān)Boost變換器。該變換器繼承了交錯(cuò)并聯(lián)反激變換器的優(yōu)點(diǎn),兩個(gè)并聯(lián)單元互補(bǔ)工作,分擔(dān)功率損耗,輸出電壓的脈動(dòng)頻率為主開關(guān)管的兩倍。不同的是,該變換器具有較高的升壓比,變換器中主開關(guān)管的電壓應(yīng)力較小,克服了交錯(cuò)并聯(lián)反激變換器的問(wèn)題。在軟開關(guān)方面,變換器使用有源箝位軟開關(guān)電路,使主開關(guān)管與箝位開關(guān)管都實(shí)現(xiàn)了零電壓軟開關(guān)動(dòng)作,提高了變換器的效率與使用壽命。因此,它與交錯(cuò)并聯(lián)反激變換器相比,更適合于低電壓輸入、高電壓輸出的應(yīng)用變換場(chǎng)合。 在該變換器的基礎(chǔ)上,針對(duì)變換器中輸出二極管電壓電流振蕩較大,本文還提出了經(jīng)過(guò)改進(jìn)的引入輸出箝位電容的變換器。輸出箝位電容抑制了二極管兩端電壓的振蕩,減小了二極管的電壓應(yīng)力,提高了變換器的效率。 最后,本文通過(guò)仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了基于耦合電感第三繞組實(shí)現(xiàn)的原邊并聯(lián)、副邊并聯(lián)隔離型軟開關(guān)Boost變換器及其改進(jìn)型變換器方案的可行性與合理性。
上傳時(shí)間: 2013-05-20
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