低電壓輸入高電壓輸出的直流變換器被廣泛地應(yīng)用在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)、風能發(fā)電系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)、車載逆變器電源等電力電子裝置中。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，對該類型的變換器也提出了更高的要求。 本文主要針對中小功率的升壓變換器，對串聯(lián)諧振軟開關(guān)推挽電路進行了研究分析及實驗。 文章首先對理想工作條件下的串聯(lián)諧振軟開關(guān)推挽電路進行理論、仿真分析，并通過實驗驗證了電路損耗小、效率高的特性。三種不同的控制方案：導(dǎo)通時間固定、關(guān)斷時間變化的PFM調(diào)制方式，導(dǎo)通時間變化、關(guān)斷時間固定的PFM調(diào)制方式，PWM調(diào)制方式，被分別應(yīng)用到電路中。通過理論、仿真以及實驗研究，比較分析了三種控制方案的優(yōu)缺點，特別是對軟開關(guān)特性、輸出電壓調(diào)節(jié)及適用范圍等問題做了細致分析。文章還對應(yīng)用在串聯(lián)諧振軟開關(guān)推挽電路中的變壓器作了一定研究分析。根據(jù)變壓器的機理，對該電路中特有變壓器的高變比問題和漏感問題展開分析，并提出工藝和設(shè)計原理上的相應(yīng)的解決方案。 為進一步實現(xiàn)能量的高效轉(zhuǎn)換，提出了基于雙變壓器結(jié)構(gòu)拓撲的串聯(lián)諧振軟開關(guān)推挽電路，并進行了有關(guān)理論分析、仿真和實驗研究。同單變壓器電路相比，該電路具有開關(guān)損耗小、變壓器損耗小、效率更高的優(yōu)點，實驗結(jié)果充分驗證了以上結(jié)論。
標簽： 串聯(lián)諧振 軟開關(guān) 推挽電路
上傳時間： 2013-04-24
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隨著數(shù)字集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字集成電路的供電電源-電壓調(diào)節(jié)模塊（VRM）也有了新的發(fā)展趨勢：輸出功率越來越大、輸出電壓越來越低、輸出電流越來越大。因此，對低輸出電壓、大輸出電流的VRM及其相關(guān)技術(shù)的研究在最近幾年受到廣泛的關(guān)注。 本文以36V-72V輸入、1V/30A輸出的VRM為研究對象，對VRM電路拓撲進行分類和比較，篩選出正反激拓撲為主電路，并詳細研究了針對正反激拓撲的新型同步整流驅(qū)動方案。首先，分析了在軟開關(guān)環(huán)境下，有源筘位正反激電路的詳細工作過程；其次，介紹了同步整流技術(shù)的概念，對同步整流驅(qū)動方案進行了分類，篩選出適用于正反激拓撲的新型同步整流驅(qū)動方案，并詳細分析了該驅(qū)動電路的工作原理；再次，介紹了有源箝位正反激電路主要元件的設(shè)計方法，介紹了新型同步整流驅(qū)動電路的設(shè)計要點，并給出設(shè)計實例；最后，對電路仿真，并制作了一臺36V-72V輸入、1V/30A輸出的實驗樣機，驗證了研究結(jié)果和設(shè)計方案。
上傳時間： 2013-06-16
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隨著對電能應(yīng)用高效率的要求，基于電力電子技術(shù)的非線性負載等開關(guān)設(shè)備的應(yīng)用越來越普遍，這些開關(guān)設(shè)備造成的諧波成分對電網(wǎng)的污染也越來越嚴重。這些諧波會影響其它電氣設(shè)備的正常工作，危及電網(wǎng)安全。電力有源濾波器由于能對頻率和幅值都變化的諧波進行跟蹤補償，得到了廣泛的研究。 本文是在課題組380V、260kVA純有源電力濾波器項目方案的論證階段，為提高大容量單臺純有源濾波器的效率和動、穩(wěn)態(tài)性能而做的分析、設(shè)計和仿真驗證工作。論文首先介紹了通過LCL濾波器與電網(wǎng)相連的并聯(lián)電力有源濾波器的主電路結(jié)構(gòu)，進而分析了這種主電路結(jié)構(gòu)在大容量和低開關(guān)頻率場合對開關(guān)紋波衰減的優(yōu)勢。通過比較PI控制和狀態(tài)反饋控制，選取全狀態(tài)反饋來達到對系統(tǒng)的穩(wěn)定控制。 將電網(wǎng)處理為擾動輸入，對LCL主電路在靜止abc坐標系中進行了建模，然后選取系統(tǒng)閉環(huán)期望極點設(shè)計了控制系統(tǒng)。為消除電網(wǎng)這個外部輸入對指令電流跟蹤的影響，引入了電壓前饋，并從理論上推導(dǎo)了前饋的具體關(guān)系式。之后引入了觀測器，并把對電網(wǎng)輸入的建模考慮進了觀測器，消除了電網(wǎng)輸入對狀態(tài)估計和補償輸出造成的偏差。在電力有源濾波器實際安裝時，電網(wǎng)進線和變壓器的電感是不確定的，其會加在LCL的網(wǎng)側(cè)電感上，從而使對系統(tǒng)基于狀態(tài)空間的建模產(chǎn)生偏差，因此文章研究了所設(shè)計的控制器對LCL網(wǎng)側(cè)電感變化的適應(yīng)性。為保證電力有源濾波器的穩(wěn)態(tài)指標，對狀態(tài)反饋后的系統(tǒng)設(shè)計了重復(fù)控制器。 最后，基于設(shè)計的控制器在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立了對1MW不控整流負載進行補償?shù)碾娏τ性礊V波器系統(tǒng)模型，進行了仿真；并對動靜態(tài)性能進行了分析，驗證了設(shè)計和理論分析的正確性。
上傳時間： 2013-06-20
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近年來，世界各國競相發(fā)展綠色可再生能源，太陽能因其潔凈、儲量巨大等優(yōu)點倍受青睞。在太陽能的各種應(yīng)用中，光伏發(fā)電倍受關(guān)注。隨著光伏組件價格的不斷降低和電力電子技術(shù)的發(fā)展，光伏發(fā)電的系統(tǒng)容量和變換設(shè)備的轉(zhuǎn)換效率不斷增加，體積逐漸減小，對光伏發(fā)電系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的設(shè)計和制造提出了新的要求。 本文從提高光伏發(fā)電系統(tǒng)整體效率的角度出發(fā)，以光伏發(fā)電系統(tǒng)中電能變換裝置作為研究目標，研究光伏發(fā)電中的關(guān)鍵性技術(shù)之一——光伏陣列的最大功率點跟蹤技術(shù)。主要研究適用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點跟蹤變換器的拓撲；研究光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點跟蹤變換器的控制方法。論文在分析研究光伏電池的工作原理及輸出特性的基礎(chǔ)上，分析研究了幾種基于DC/DC變換器的最大功率跟蹤算法及各自優(yōu)缺點和適用場合。在拓撲研究方面，分析研究了Buck、Boost和全橋電路應(yīng)用于光伏發(fā)電中的優(yōu)缺點以及適用的最佳功率等級，并對這三種電路的功率損耗進行分析，通過仿真進行驗證。探討了把軟開關(guān)技術(shù)、三電平技術(shù)應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的可行性，并詳細分析了應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的移相全橋ZVS DC/DC變換器電路的換流過程。在理論分析的基礎(chǔ)上，論文設(shè)計實現(xiàn)了應(yīng)用移相全橋軟開關(guān)DC/DC變換電路作為主電路的MPPT變換器，構(gòu)建了1000W小型獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)，進行仿真和實驗，對實驗結(jié)果進行損耗分析。證實了移相全橋ZVS DC/DC變換電路作為中小型光伏發(fā)電系統(tǒng)的前級變換器，可以在實現(xiàn)太陽能光伏陣列的最大功率點跟蹤的同時，保證開關(guān)管實現(xiàn)軟開關(guān)，從而提高了系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率和功率密度。
標簽： 光伏發(fā)電系統(tǒng) 關(guān)鍵技術(shù)
上傳時間： 2013-05-23
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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撲的優(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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在低功率應(yīng)用領(lǐng)域中，為了降低成本，單級功率因數(shù)校正(PFC)技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注。單級PFC技術(shù)是把PFC變換器和DC/DC變換器結(jié)合在一起，共用一個開關(guān)管和一套控制電路，同時提高功率因數(shù)和對輸出電壓進行快速調(diào)節(jié)。本文針對單級PFC技術(shù)進行了較詳細的分析。首先研究了基本Boost型單級PFC變換器，詳細分析了其工作原理和特性，指出在現(xiàn)有的單級PFC變換器中，必須解決兩個問題，即如何提高變換器的效率和控制中間儲能電容電壓在450V以下。同時分析了Boost型單級PFC變換器的三端和兩端拓撲結(jié)構(gòu)，并討論了兩者之間的聯(lián)系。接著引用了直接功率傳遞原理(DPT)，研究了一種新型的可實現(xiàn)直接功率傳遞的單級PFC變換器。詳細分析了該變換器的工作原理和特性。該變換器在引入直接功率傳遞原理的基礎(chǔ)上，相對于一般單級PFC變換器來說，具有更高的效率和良好的功率因數(shù)校正效果。同時可以將單級PFC變換器中間儲能電容電壓的值限制在450V以下。最后，本文用仿真分析驗證了理論的正確性，證明了這種新型的單級PFC變換器比一般的單級PFC變換器性能更優(yōu)越。
上傳時間： 2013-05-19
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隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，雙向DC/DC變換器的應(yīng)用日益廣泛。尤其是軟開關(guān)技術(shù)的出現(xiàn)，使雙向DC/DC變換器不斷朝著高效化、小型化、高頻化和高性能化的方向發(fā)展，軟開關(guān)技術(shù)的應(yīng)用可以降低雙向DC/DC變換器的開關(guān)損耗，提高變換器的工作效率，為變換器的高頻化提供可能性，從而減小變換器的體積，提高變換器的動態(tài)性能。雙向DC/DC變換器在直流不停電電源系統(tǒng)、航空電源系統(tǒng)、電動汽車等車載電源系統(tǒng)、直流功率放大器以及蓄電池儲能等場合都得到了廣泛的應(yīng)用。 本論文首先在研究硬開關(guān)的缺陷上，提出軟開關(guān)技術(shù)；然后在研究雙向DC/DC變換器的基本工作原理的基礎(chǔ)上，對雙向DC/DC變換器的應(yīng)用及軟開關(guān)雙向DC/DC變換器的幾種拓撲結(jié)構(gòu)進一步闡述；把軟開關(guān)技術(shù)和雙向DC/DC變換器技術(shù)有機地結(jié)合在一起，提出一種新型的雙向DC/DC變換器的拓撲結(jié)構(gòu)。該雙向DC/DC變換器的降壓變換電路采用移相控制ZVSPWMDC/DC變換器；升壓變換電路采用Boost升壓和推挽式升壓兩種變換器相結(jié)合的兩級升壓的新型變換器。 在分別對移相控制ZVSPWMDC/DC變換器和Boost推挽式DC/DC變換器的工作原理進行分析研究的基礎(chǔ)上，使用PSpice9.2計算機仿真軟件對變換器的主電路進行仿真和分析，驗證該新型雙向DC/DC變換器的拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計的正確性和可行性。
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式,對造成IGBT失效的各種因素進行了詳細分析。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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工業(yè)生產(chǎn)過程中，時滯對象普遍存在，同時也是較難控制的，尤其是大時滯對象的控制一直都是一個難題。而很多溫度控制系統(tǒng)都是屬于大時滯系統(tǒng)，常見的智能溫度控制器雖然在溫度控制的實際應(yīng)用中表現(xiàn)了比較理想的控制效果，但它仍然屬于將參數(shù)整定與系統(tǒng)控制分開處理的離線整定方法，如果工況發(fā)生變化就必須重新調(diào)整參數(shù)。針對這一問題，為了實現(xiàn)時滯系統(tǒng)參數(shù)自整定的控制，本文將神經(jīng)網(wǎng)路控制、模糊控制和PID控制結(jié)合起來，設(shè)計了基于神經(jīng)網(wǎng)路的模糊自適應(yīng)PID控制器。 首先，本論文分析了時滯系統(tǒng)的特點，討論了幾種時滯系統(tǒng)較為成熟的常規(guī)控制算法：微分先行控制算法、史密斯預(yù)估控制算法、大林控制算法，并深入研究了它們的控制性能；并且通過仿真對這三種控制方法在溫控系統(tǒng)中的控制性能進行了比較。 其次，在分析PID參數(shù)自整定傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種改進方法，并設(shè)計了相應(yīng)的控制器。該控制器綜合了模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和PID控制各自的長處，既具備了模糊控制簡單有效的控制作用以及較強的邏輯推理功能，也具備了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)、自學習的能力，同時也具備了傳統(tǒng)PID控制的廣泛適應(yīng)性。該方法不需要離線整定參數(shù)，實現(xiàn)了在線自整定參數(shù)。仿真實驗表明了該控制器對模型和環(huán)境都具有較好的適應(yīng)能力和較強的魯棒性。 最后將基于神經(jīng)網(wǎng)路的模糊自適應(yīng)PID控制器應(yīng)用于貝加萊PID溫控裝置，能夠出色地實現(xiàn)參數(shù)的在線自整定。理論分析、系統(tǒng)仿真、實驗結(jié)果都證實了這種控制策略能有效地減少系統(tǒng)超調(diào)量，并減少了調(diào)節(jié)時間，提高了系統(tǒng)的實時性和控制精度。
標簽： 時滯系統(tǒng) 參數(shù) 自整定控制
上傳時間： 2013-07-05
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