本文致力于可并聯(lián)運(yùn)行的斬控式單相交流斬波變換器的研究。交交變換技術(shù)作為電力電子技術(shù)一個重要的領(lǐng)域一直得到人們的關(guān)注，但大都將目光投向AC-DC-AC兩級變換上面。AC/AC直接變換具有單級變換、功率密度高、拓?fù)渚o湊簡單、并聯(lián)容易等優(yōu)勢，并且具有較強(qiáng)擴(kuò)展性，故而在工業(yè)加熱、調(diào)光電源、異步電機(jī)啟動、調(diào)速等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。斬控式AC/AC 電壓變換是一種基于自關(guān)斷半導(dǎo)體開關(guān)器件及脈寬調(diào)制控制方式的新型交流調(diào)壓技術(shù)。 本文對全數(shù)字化的斬控式AC/AC 變換做了系統(tǒng)研究，工作內(nèi)容主要有：對交流斬波電路的拓?fù)浼捌銹WM方式做了詳細(xì)的推導(dǎo)，著重對不同拓?fù)涞乃绤^(qū)效應(yīng)進(jìn)行了分析，并且推導(dǎo)了不同負(fù)載情況對電壓控制的影響。重點(diǎn)推導(dǎo)了單相Buck型變換器和Buck-Boost 變換器的拓?fù)淠Ｐ停蜗嘞到y(tǒng)的拓?fù)溟_關(guān)模式推導(dǎo)到三相的情況，然后分別對單相、三相的情況進(jìn)行了Matlab仿真。建立了單相Buck 型拓?fù)涞拈_關(guān)周期平均意義下的大信號模型和小信號模型，指導(dǎo)控制器的設(shè)計(jì)。建立了適合電路工作的基于占空比前饋的電壓瞬時值環(huán)、電壓平均值環(huán)控制策略。在理論分析和仿真驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，建立了一臺基于TMS320F2808數(shù)字信號處理器的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，完成樣機(jī)調(diào)試，并完成各項(xiàng)性能指標(biāo)的測試工作。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著能源的緊張和環(huán)境污染日益嚴(yán)重，開發(fā)和利用太陽能已受到越來越多的重視。通過光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，并將電能輸送到電網(wǎng)上，是太陽能利用的主要形式。 本文對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行了深入的研究。首先，分析了太陽能電池發(fā)電的基本原理，得出了太陽能電池的等效模型，通過分析太陽能電池的I-V特性，可以看出太陽能電池是一非線性電源，而且輸出電能受環(huán)境溫度和光照強(qiáng)度的影響，為了使太陽能電池能夠最大效率地將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，需要對其進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤。通過分析和對比各種最大功率點(diǎn)跟蹤方法的優(yōu)缺點(diǎn)，采用了改進(jìn)擾動觀察法結(jié)合BOOST升壓電路來對電池板進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤的方案。其次，分析對比并網(wǎng)電流的各種控制方式，確定采用滯環(huán)比較方式對并網(wǎng)電流進(jìn)行控制，為了使并網(wǎng)電流穩(wěn)定可靠地向電網(wǎng)送電，采用雙閉環(huán)控制策略對并網(wǎng)逆變器進(jìn)行控制，使逆變器輸出電流能與電網(wǎng)電壓同頻同相，以單位功率因數(shù)向電網(wǎng)輸電。最后，對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的孤島效應(yīng)進(jìn)行了研究，介紹了各種孤島檢測方法，分析了基于正反饋的主動移頻式孤島檢測方法(AFDPF)的參數(shù)優(yōu)化方案，為AFDPF檢測盲區(qū)的分析提供理論依據(jù)。 本文在MATLAB/Simulink仿真環(huán)境下，利用SimPowerSystems功能模塊建立了仿真模型，對太陽能電池板的數(shù)學(xué)模型，最大功率點(diǎn)跟蹤控制策略，并網(wǎng)控制策略進(jìn)行驗(yàn)證仿真。仿真結(jié)果證明了本文的方案和控制策略的正確性。
標(biāo)簽： 光伏并網(wǎng) 發(fā)電系統(tǒng) 控制策略
上傳時間： 2013-07-14
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超聲波電源廣泛應(yīng)用于超聲波加工、診斷、清洗等領(lǐng)域，其負(fù)載超聲波換能器是一種將超音頻的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械振動的器件。由于超聲換能器是一種容性負(fù)載，因此換能器與發(fā)生器之間需要進(jìn)行阻抗匹配才能工作在最佳狀態(tài)。串聯(lián)匹配能夠有效濾除開關(guān)型電源輸出方波存在的高次諧波成分，因此應(yīng)用較為廣泛。但是環(huán)境溫度或元件老化等原因會導(dǎo)致?lián)Q能器的諧振頻率發(fā)生漂移，使諧振系統(tǒng)失諧。傳統(tǒng)的解決辦法就是頻率跟蹤，但是頻率跟蹤只能保證系統(tǒng)整體電壓電流同頻同相，由于工作頻率改變了而匹配電感不變，此時換能器內(nèi)部動態(tài)支路工作在非諧振狀態(tài)，導(dǎo)致?lián)Q能器功率損耗和發(fā)熱，致使輸出能量大幅度下降甚至停振，在實(shí)際應(yīng)用中受到限制。所以，在跟蹤諧振點(diǎn)調(diào)節(jié)逆變器開關(guān)頻率的同時應(yīng)改變匹配電感才能使諧振系統(tǒng)工作在最高效能狀態(tài)。針對按固定諧振點(diǎn)匹配超聲波換能器電感參數(shù)存在的缺點(diǎn)，本文應(yīng)用耦合振蕩法對換能器的匹配電感和耦合頻率之間的關(guān)系建立數(shù)學(xué)模型，證實(shí)了匹配電感隨諧振頻率變化的規(guī)律。給出利用這一模型與耦合工作頻率之間的關(guān)系動態(tài)選擇換能器匹配電感的方法。經(jīng)過分析比較，選擇了基于磁通控制原理的可控電抗器作為匹配電感，通過改變電抗控制度調(diào)節(jié)電抗值。并給出了實(shí)現(xiàn)這一方案的電路原理和控制方法。最后本文以DSP TMS320F2812為核心設(shè)計(jì)出實(shí)現(xiàn)這一原理的超聲波逆變電源。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明基于磁通控制的可控電抗器可以實(shí)現(xiàn)電抗值隨電抗控制度線性無級可調(diào)，由于該電抗器輸出正弦波，理論上沒有諧波污染。具體采用復(fù)合控制策略，穩(wěn)態(tài)時，換能器工作在DPLL鎖定頻率上；動態(tài)時，逐步修改匹配電抗大小，搜索輸出電流的最大值，再結(jié)合DPLL鎖定該頻率。配合PS-PWM可實(shí)現(xiàn)功率連續(xù)可調(diào)。該超聲波換能系統(tǒng)能夠有效的跟隨最大電流輸出頻率，即使頻率發(fā)生漂移系統(tǒng)仍能保持工作在最佳狀態(tài)，具有實(shí)際應(yīng)用價值。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著我國工業(yè)化進(jìn)程加快，各種電力負(fù)荷迅速增加，造成了電網(wǎng)無功功率消耗增加，使電能的傳輸和利用效率降低，電能質(zhì)量中的無功功率補(bǔ)償問題變得越來越重要。靜止無功發(fā)生器(STATCOM)作為柔性交流輸電系統(tǒng)的重要裝置之一，是無功功率補(bǔ)償發(fā)展的趨勢。 論文首先介紹并比較了現(xiàn)有的無功補(bǔ)償裝置，分析了STATCOM相對于其他無功補(bǔ)償裝置的優(yōu)越性。總結(jié)了STATCOM的間接電流控制和直接電流控制兩種控制方式，并對兩種控制方式所衍生的幾種控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行了介紹，說明了其控制原理。 詳細(xì)討論了直接電流控制的幾種控制結(jié)構(gòu)，并建立了相應(yīng)的仿真模型，進(jìn)行了仿真和比較分析。研究了它們在穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)性能上的優(yōu)缺點(diǎn)。其中重點(diǎn)討論了采用空間電壓矢量調(diào)制方法(SVPWM)跟蹤給定電壓矢量，來控制STATCOM的電流產(chǎn)生，并且采用直流側(cè)電壓可變給定。仿真結(jié)果證明此種方法具有直流側(cè)電壓利用率高、降低功率器件的開關(guān)損耗、適應(yīng)電網(wǎng)電壓不對稱的環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)。 介紹了基于FPGA和DSP硬件開發(fā)平臺設(shè)計(jì)方法。對FPGA的控制軟件編程設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)討論，其中重點(diǎn)討論了應(yīng)用DSP builder。工具箱實(shí)現(xiàn)全數(shù)字三相鎖相環(huán)和SVPWM控制模塊的方法。
標(biāo)簽： STATCOM 控制 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-04-24
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脈沖電暈法煙氣脫硫脫硝技術(shù)是利用電暈放電產(chǎn)生的高能電子與中性分子碰撞，產(chǎn)生自由基和活性粒子，在有氨加入的條件下，將SO2、NOx轉(zhuǎn)化為硫銨和硝銨。根據(jù)現(xiàn)有脈沖電暈法電源設(shè)備不能大規(guī)模工業(yè)化實(shí)踐應(yīng)用的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種新型的高頻高壓交直流疊加的脫硫脫硝電源。 本文重點(diǎn)介紹了交、直流電源的工作原理，對電源中的串聯(lián)諧振情況進(jìn)行了具體的分析，交流電源采用串聯(lián)負(fù)載串聯(lián)諧振的工作方式，直流電源采用并聯(lián)負(fù)載串聯(lián)諧振的工作方式。通過變壓器升壓和諧振升壓，可使交流電壓的上升率大于200V/us，直流電壓可達(dá)到上萬伏。同時計(jì)算了電源的主要參數(shù)，為實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)。為了進(jìn)一步提高交流電壓的頻率，針對感性負(fù)載，采用全橋移相軟開關(guān)控制策略，為開關(guān)器件提供零電壓關(guān)斷條件。通過理論分析、仿真及實(shí)驗(yàn)對軟、硬開關(guān)過程及損耗進(jìn)行比較，證明軟開關(guān)對提高開關(guān)頻率的促進(jìn)作用。 為方便對交、直流電壓幅值進(jìn)行調(diào)節(jié)，設(shè)計(jì)了電源控制系統(tǒng)，采用兩個數(shù)字PID控制器，能同時對二者的幅值進(jìn)行控制，并以液晶和鍵盤作為人機(jī)交互界面，方便用戶的操作。 交直流疊加的電源可以使反應(yīng)器產(chǎn)生穩(wěn)定、寬范圍、有效的流光。交流電壓使放電增強(qiáng)，產(chǎn)生的自由基多，氧化脫除量增加。直流基壓驅(qū)使正離子和電子離開流光通道，自由基分布更廣，與SO2等接觸面增加，增強(qiáng)脫硫脫硝效果。 本文也對脫硫脫硝系統(tǒng)的電磁干擾情況進(jìn)行分析，并采用接地、屏蔽、隔離等方法提高系統(tǒng)的電磁兼容性能。
標(biāo)簽： 脫硫 大容量 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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本文分別建立了三相電壓型PWM整流器在三相靜止坐標(biāo)系、兩相靜止坐標(biāo)系和兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型，對三相電壓型PWM整流器多種電流控制策略進(jìn)行了研究和對比，并對三相電壓型PWM整流器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。 通常情況下，PWM整流器控制系統(tǒng)需要用到交流電壓、電流傳感器以及直流電壓傳感器，以實(shí)現(xiàn)直流電壓和交流電流的雙閉環(huán)控制。利用傳感器可以快速、便捷地獲得電壓電流參數(shù)，但也導(dǎo)致了系統(tǒng)體積大、成本較高，并降低了系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。為此，本文研究和總結(jié)了三相電壓型PWM整流器無交流電流傳感器的三種控制策略：基于直流側(cè)電流檢測的控制策略、基于直流電壓檢測的控制策略和基于狀態(tài)空間平均技術(shù)的控制策略。并通過Matlab中的Simulink仿真軟件對前兩種控制策略進(jìn)行了仿真驗(yàn)證分析。 在以上理論的分析基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套以TMS320F2812 DSP為控制核心的無交流電流傳感器的PWM整流器的控制系統(tǒng)的解決方案，包括控制系統(tǒng)的硬件解決方案和軟件解決方案，搭建了實(shí)驗(yàn)平臺并進(jìn)行了調(diào)試。
上傳時間： 2013-04-24
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集散控制系統(tǒng)(Distributing Control System，縮寫DCS)是以多個微處理機(jī)為基礎(chǔ)利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、圖形顯示技術(shù)等實(shí)現(xiàn)對分散控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)、監(jiān)視的控制技術(shù)。DCS具有功能分散，故障分散的優(yōu)點(diǎn)，適合于上位機(jī)對多個下位機(jī)的管理和監(jiān)控。本文將DCS技術(shù)應(yīng)用到中央空調(diào)上，設(shè)計(jì)了中央空調(diào)的溫度模糊集散控制系統(tǒng)。 本系統(tǒng)在整體結(jié)構(gòu)上采用集散控制的方案。一臺控制計(jì)算機(jī)(上位機(jī))對各個空調(diào)房間的風(fēng)機(jī)和水泵進(jìn)行集中管理，若干臺下位機(jī)下放分散到現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)分布式控制，上位機(jī)和各個下位機(jī)之間用控制網(wǎng)絡(luò)互連以實(shí)現(xiàn)相互之間的信息傳遞。 在控制策略上，針對被控量溫度的大慣性、時變性的特點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)了溫度的二維模糊控制策略，該策略是基于專家和有經(jīng)驗(yàn)的操作人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)控的智能控制系統(tǒng)。模糊控制是以查詢模糊控制規(guī)則表的形式實(shí)現(xiàn)，模糊控制表可以隨著人們的經(jīng)驗(yàn)和知識的增長日益完善。 根據(jù)總體方案，設(shè)計(jì)下位機(jī)即開關(guān)磁阻電機(jī)(SRM)控制節(jié)點(diǎn)和信號采集節(jié)點(diǎn)的軟、硬件。主要工作包括SRM的就地和遠(yuǎn)程兩種控制方式的實(shí)現(xiàn)、模/數(shù)和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的控制、模擬電壓的采集、溫度傳感器的選型、CAN網(wǎng)絡(luò)通信的硬、軟件，以及下位機(jī)的主程序的設(shè)計(jì)和調(diào)試等。 完成上述工作后，采用溫度開環(huán)和閉環(huán)分別進(jìn)行了試驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)證明，所設(shè)計(jì)方案的可行性。最后對中央空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的運(yùn)行性能進(jìn)行了總結(jié)，對下一步用于該系統(tǒng)的研究與開發(fā)具有一定的參考價值。
標(biāo)簽： 中央空調(diào) 溫度 模糊集
上傳時間： 2013-04-24
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光伏發(fā)電是集開發(fā)可再生能源、改善生態(tài)環(huán)境于一體的重大課題，有巨大的經(jīng)濟(jì)、社會效益和學(xué)術(shù)研究價值。 本文首先介紹了3kW光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)。3kW光伏并網(wǎng)逆變器采用兩級式結(jié)構(gòu)，主電路由前級Boost變換器和后級的單相逆變橋組成。控制部分以DSP(DSP56F803)為核心，實(shí)現(xiàn)了光伏陣列最大功率點(diǎn)的跟蹤控制，以及產(chǎn)生與電網(wǎng)壓同頻同相的正弦電流，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)的功能。本文重點(diǎn)對逆變器系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)控制進(jìn)行研究。 針對基于外特性建立的光伏陣列模型雖然簡單、參數(shù)易解，但精度低的問題，本文建立了基于物理特性的光伏陣列模型，并考慮光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度對光伏陣列的影響，模型參數(shù)與實(shí)際參數(shù)嚴(yán)格對應(yīng)。將幾種最大功率點(diǎn)跟蹤算法應(yīng)用于所建立的光伏陣列模型使用MATLAB進(jìn)行仿真，分析仿真結(jié)果，比較各種算法的優(yōu)缺點(diǎn)，總結(jié)出每種算法所適用的環(huán)境，并給出了最大功率點(diǎn)跟蹤控制在并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)策略。 設(shè)計(jì)了適用于額定功率為100W的光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤的Boost電路，分別給出了利用PIC單片機(jī)16F873實(shí)現(xiàn)擾動觀察法和增量電導(dǎo)法的程序流程圖，實(shí)現(xiàn)了這兩種算法控制下光伏陣列的最大功率點(diǎn)跟蹤，并分析了兩種算法的跟蹤性能。
標(biāo)簽： 3kW 光伏并網(wǎng) 逆變器
上傳時間： 2013-04-24
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現(xiàn)如今，逆變器的脈沖寬度調(diào)制(PWM)技術(shù)作為一種最常見的調(diào)制方式在交流傳動系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。采用PWM調(diào)制技術(shù)的最終目的在于追求逆變器輸出電壓、電流波形更接近正弦從而進(jìn)一步控制負(fù)載電機(jī)的磁通正弦化。為了達(dá)到這些目的，很多種基于PWM原理的調(diào)制方法被相繼提出并應(yīng)用。 在鐵道牽引調(diào)速系統(tǒng)中，逆變裝置具有調(diào)速范圍寬，輸出頻率變化快等特點(diǎn)，而逆變器本身器件的開關(guān)頻率又不是很高。這種情況下，分段同步調(diào)制模式的使用有效地改善了變頻器的輸出，達(dá)到了減少諧波的目的。本文圍繞分段同步調(diào)制在交流牽引傳動系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行研究，主要目的在于解決該調(diào)制模式應(yīng)用中存在的切換點(diǎn)選擇、切換震蕩沖擊等問題。文章詳細(xì)討論了分段調(diào)制模式下載波比和載波比切換點(diǎn)選取的原則，重點(diǎn)分析了分段同步調(diào)制模式下載波比切換點(diǎn)沖擊電壓的產(chǎn)生原因和危害，提出了改善電壓電流沖擊的方法，并在搭建的實(shí)驗(yàn)平臺上驗(yàn)證了理論分析的正確性。此外，本文還對列車高速時載波比極低的極限情況下分段同步調(diào)制對變頻器輸出交流電壓和直流回流電流諧波的改善情況進(jìn)行了理論推導(dǎo)和仿真分析。 論文搭建了用于調(diào)制實(shí)驗(yàn)的3.7kW小功率電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺，在開環(huán)的VVVF調(diào)速系統(tǒng)中進(jìn)行了分段同步調(diào)制載波比切換實(shí)驗(yàn)；在Matlab/Simulink環(huán)境下搭建了分段同步調(diào)制模式下的電機(jī)牽引模型，進(jìn)行了分段同步調(diào)制載波比切換仿真；實(shí)驗(yàn)和仿真結(jié)果表明，文章所提出的方法很好地完成了分段同步算法且有效抑制了可能發(fā)生的沖擊，所得結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的正確性。
上傳時間： 2013-08-04
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貴州電解鋁廠供電四車間廠房內(nèi)變壓器、整流柜、電容等設(shè)備種類繁多,同系列設(shè)備安放距離跨度較大.這些電力電子器件長期運(yùn)行導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部某些連接點(diǎn)絕緣介質(zhì)老化,甚至脫落.這種現(xiàn)象單憑肉眼很難觀察,該廠對此問題的解決方法為:技術(shù)工人攜帶小型紅外探測儀定期采集上述器件的某些連接點(diǎn),從紅外圖像數(shù)據(jù)得出溫度數(shù)據(jù)以此判斷器件工作是否處于良好狀態(tài).由于人為因素,工人不一定能全部獲取所有連接點(diǎn)數(shù)據(jù).可見,此方法費(fèi)時費(fèi)力,還存在隱患. 針對現(xiàn)行探測方法存在的弊端,依托"中鋁貴州分公司電解鋁廠整流所安全運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)"項(xiàng)目,利用一臺直線行走的智能小車停靠在已選擇的定位點(diǎn)處監(jiān)測車間的電器設(shè)備,因此這就涉及到了監(jiān)控小車的精準(zhǔn)定位問題.本文以卞位機(jī)智能監(jiān)控小車為研究對象,采用模糊PID控制技術(shù)對PLC發(fā)出的脈沖頻率進(jìn)行自動調(diào)節(jié),依據(jù)脈沖頻率誤差E和誤差變化率EC的變化對PID控制的參數(shù)進(jìn)行自整定,實(shí)現(xiàn)對小車速度的模糊控制,從而實(shí)現(xiàn)了小車的精準(zhǔn)定位,為上位機(jī)的監(jiān)控工作做好了準(zhǔn)備. 論文第一章介紹了電解鋁廠供電車間的供電情況,分析了小車定位精準(zhǔn)的重要性,介紹了本文的研究內(nèi)容.第二章對小車主要結(jié)構(gòu)的硬件設(shè)計(jì)作了介紹.第三章論述了小車的運(yùn)動控制,從分析步進(jìn)電機(jī)的矩頻特性和數(shù)學(xué)模型入手,介紹了小車的啟停控制和運(yùn)動中的測速.第四章論述了小車的精準(zhǔn)定位方法,介紹了模糊PID控制器設(shè)計(jì),重點(diǎn)介紹了模糊PID控制算法的程序設(shè)計(jì).第五章列舉了實(shí)際運(yùn)行調(diào)試中出現(xiàn)的幾種問題,介紹了相應(yīng)的控制方法加以克服.第六章對論文進(jìn)行了總結(jié).
標(biāo)簽： 直線 智能監(jiān)控 定位
上傳時間： 2013-04-24
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