隨著電力電子技術的飛速發展,越來越多的電力電子裝置被廣泛應用到各個領域,其中相當一部分負荷具有非線性或具有時變特性,使電網中暫態沖擊、無功功率、高次諧波及三相不平衡問題日趨嚴重,給電網的供電質量造成嚴重的污染和損耗.因此,對電力系統進行諧波抑制和無功補償,提高電網供電質量變得十分重要.電力有源濾波器(Active Power Filter,簡稱APF)與無源濾波器相比,APF具有高度可控制和快速響應特性,并且能跟蹤補償各次諧波、自動產生所需變化的無功功率和諧波功率,其特性不受系統影響,無諧波放大威脅.并聯型電力有源濾波器(Shunt Active Power Filter,簡稱SAPF)更是得到了廣泛的應用. 近年來,自適應算法中的遞推最小二乘法(簡稱RLS)應用越來越廣泛,該算法簡單,收斂速度快.應用基于RLS自適應算法的濾波器(簡稱RLS濾波器),可以快速有效的濾除雜波,同時自動調整濾波器參數,不斷改進濾波性能,最終得到所需的信號. 本文研究了基于平均功率和RLS自適應算法的并聯型有源濾波器.它的參考電流是一個同電網相電壓同相位的三相平衡的有功電流,它包含兩個分量:一個是由實測的三相負載瞬時功率計算得到的,基于平均功率算法的電網應該為負載各相提供的有功電流瞬時參考值;另一個是為了維持有源濾波器中逆變器的直流母線電壓基本恒定,主要通過RLS濾波器計算得出的電網各相應該提供的有功電流瞬時參考值.兩個分量的計算共同構成了該有源濾波器參考電流的計算.補償電流指令值與實際補償電流比較生成控制逆變橋工作的PWM脈沖,生成補償電流,達到補償負載無功和抑制諧波的目的. 應用RLS濾波器得到維持直流母線電壓恒定的直流側有功系數A<,dc>,克服了傳統PI控制中參數難以得到且由于參數過于敏感而導致補償后電流紋波太大的問題.使得當穩態時SAPF自身的功率損耗和暫態負載變化時因為直流側電容提供電網和負載之間的有功功率差而引起的電壓的波動迅速反饋到指令電流的計算中.RLS算法收斂快,SAPF實時性大大提高.基于該方法的SAPF結構簡單,無需鎖相器. 根據本文的算法應用MATAB建立了仿真系統,仿真結果表明基于該算法的SAPF的可行性和實時性.
上傳時間: 2013-04-24
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基于51單片機的低價型遠程多用途無線遙控模塊.rar
上傳時間: 2013-04-24
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無功功率是影響電網穩定的一個重要因素,無功補償是保證電力系統高效可靠運行的有效措施之一,它關系到整個電力系統能否安全穩定的運行。基于國內電力市場的需求現狀,考慮到無功補償的實現條件和經濟適應性,研制出了一種基于DSPTMS320LF2407A控制的TSC型低壓動態無功補償裝置。 本文主要研究了TSC無功補償的基本原理,無功補償的控制方式和原理,MATLAB系統仿真以及控制器的軟、硬件的設計。在硬件設計方面,由DSPTMS320LF2407A作為主控制器,能夠實現自動采樣計算、無功自動調節、故障保護、數據存儲等功能,具有比傳統的單片機控制運算速度高,實時性好的特點。采用晶閘管控制投切電容器,完全實現了電容器的快速,無弧,無沖擊投切,具有優良的性能。在軟件上,采用C語言和匯編語言混合編程。在投切原則上,與常見的功率因數控制方案相比較,采用無功功率和功率因數相結合控制方式,避免了輕載投切振蕩,使無功調節更為合理。 為了實現裝置應具有的功能,本文設計并制作了較為完整的控制電路及其外圍設備的硬件電路。文中設計編寫了整個控制系統的控制程序,給出了控制軟件的結構框圖。結果表明本裝置軟硬件設計合理,控制方法可行,系統運行可靠,達到了預期的目的。
上傳時間: 2013-07-05
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隨著功率開關器件的進步,大量的電力電子變流裝置在國民經濟各領域獲得了廣泛應用,但是這些變流裝置大部分都需要整流環節。傳統的不控整流或相控整流存在網側功率因數低、電流畸變嚴重等缺點。PWM整流器可實現正弦的網側電流、單位或可調的功率因數、能量的雙向流動,是一種真正意義上的“綠色環保”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、動態響應快、限流能力強等特點,在一些中、大功率應用場合,較之VSR,在經濟和技術上更具優勢。 本文針對電網電壓平衡、不平衡情況、多模塊直接并聯幾個方面,對三相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新性成果如下: 1、在電網電壓平衡情況下,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,實現了有功功率和無功功率的獨立、解耦控制,獲得了線性的動態響應。直流電流非線性解耦控制策略是直流電流控制和網側無功電流控制并行的控制策略,具有較快的直流電流響應速度;交流電流非線性解耦控制策略是直流電流(或電壓)控制和網側電流控制級聯的控制策略,具有結構簡單,便于獨立設計直流和交流控制器的特點。 2、考慮了電網電壓不平衡和濾波器參數三相不對稱的情況,提出了基于瞬時有功功率調節的三相CSR的不平衡補償策略,消除了直流電流脈動分量,實現了網側可控的功率因數和正弦的交流電流;提出了基于滑模控制的交流電流控制策略,簡化了控制器結構,實現了對網側電流的無差跟蹤。 3、建立了多模塊直接并聯CSR的環流模型;對任一并聯模塊,提出了總直流電流控制器外加2個均流控制器的直流側控制器結構,保證了流過各模塊上、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,最大可能地保證了各模塊控制的獨立性。 4、建立了三相CSR實驗系統,進行了初步的實驗研究。
上傳時間: 2013-04-24
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在能源枯竭與環境污染問題日益嚴重的今天,新能源的開發與利用愈來愈受到重視。太陽能是當前世界上最清潔、最現實、最有大規模開發利用前景的可再生能源之一。其中太陽能光伏利用受到世界各國的普遍關注。而太陽能光伏并網發電是太陽能光伏利用的主要發展趨勢,必將得到快速的發展。在并網型光伏發電系統中,逆變器是系統中最末一級或唯一一級能量變換裝置,其效率的高低、可靠性的好壞將直接影響整個并網型系統的性能和投資。按照不同的標準光伏并網逆變器的拓撲結構分為很多種,本文主要研究單相非隔離型光伏并網逆變器。 文章首先概述了光伏并網系統的發展情況并分析了當前國際金融危機對光伏產業的影響。其次,分析了當前國際市場上主要的光伏逆變器產品的特點,概括了光伏并網系統中光伏陣列的配置。隨后,本文以單相全橋拓撲為模型分析了非隔離型并網系統在采用不同的PWM調制策略下的共模電流,指出了抑制共模電流需滿足的條件。對于全橋和半橋拓撲,分析了不同的濾波方式對共模電流抑制的影響。總結了能夠抑制共模電流的實用電路拓撲并提出了一種能夠抑制共模電流的新拓撲。對不同拓撲的損耗情況在文章中進行了比較。 對于非隔離型并網系統中的逆變器易向電網注入直流分量的問題,首先分析了直流分量產生的原因及其導致變壓器產生的直流偏磁飽和現象。在此基礎上,總結了抑制直流分量的方法,指出了半橋拓撲能夠抑制直流分量。對于并網電流的控制,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法實現無靜差控制,因此,本文對能夠實現無靜差控制的比例諧振控制器進行了簡要分析。最后,在非隔離型1.5kW實驗平臺上對共模電流和直流分量的抑制方法進行了驗證。
上傳時間: 2013-07-30
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以諧波抑制,無功補償為主要功能的有源電力濾波器的基本理論已經成熟,但是市場尚無成熟的諧波有源抑制產品,同時電網諧波問題日益突出,因此需要對有源電力濾波器進行產業化應用研究。并聯有源電力濾波器以其安裝、維護方便,成為商用化產品的主流。所以本文針對并聯有源電力濾波器,展開產業化應用研究。 本文研究工作首先由如下工程問題引出:并聯有源電力濾波器在補償辦公樓電氣負載產生的諧波電流時,會出現諧波放大現象。辦公樓電氣負載主要是計算機、開關電源、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,基于“分段線性化”方法,對并聯有源電力濾波器補償電容濾波型整流負載進行了穩態分析,得到系統的電流和電壓波形,進而獲得其頻譜特性。通過本文所述穩態分析方法,可以從理論上理解并聯有源電力濾波器補償電容濾波型整流負載的工作過程,對有源電力濾波器的應用研究具有重要的理論和實際意義。 本文在分析辦公樓負載電氣特性的基礎上,建立了有源電力濾波器補償容性負載的簡化模型,依據該模型分析了負載中容性元件的電容值與諧波電流放大之間的關系;為了克服諧波放大現象,本文首先通過負載電流采樣環節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,雖然達到了抑制諧波放大的目的,但是由于延時的引入,使得補償后網側電流畸變率(THD)急劇升高;然后根據這一思路,采用基于快速傅立葉變換(FFT)的有選擇諧波補償方法將電流諧振頻率分量從負載電流采樣值中濾除,使得系統在諧振頻率處變為開環控制,使系統穩定。經過對辦公樓負載的實際并網諧波補償實驗證明基于FFT的有選擇諧波補償方法對于抑制諧波放大是有效的。本創新點的研究工作對于實際工程應用具有參考價值。 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補償方案,該方案的特點是模塊化結構及N+1冗余并聯控制策略、主從總線結構及主機產生、負載電流檢測方案以及并聯均流策略。主機產生及負載電流檢測是這一并聯方案的突出特點,體現了本文的創新性工作。本文還對多模塊并聯系統進行了建模和穩定性研究;依據模塊化并聯補償方案,在省科技計劃重點項目的支持下,對有源電力濾波器進行產業化研究,從項目方案、設計、器件選型,樣機調試、滿功率運行及性能檢測、樓宇負載與工業負載的實際并網實驗,直至工業樣機定型,對有源電力濾波器的產業化應用研究起了較大的推進作用,支撐項目目前已經有定型的工業化產品推出。 全文圍繞上述三個方面展開,章節分排如下:(1)第一章從實際應用角度,總結闡述了有源電力濾波技術在諧波檢測、電流跟蹤控制、拓撲結構三個方面的研究進展;(2)第二章對并聯有源電力濾波器補償電容濾波型整流負載進行了穩態分析;(3)第三章分析了有源電力濾波器補償容性負載時出現的諧波放大現象,并利用FFT方法使得系統在諧振頻率處變為開環控制,達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方案,并詳細說明了模塊化并聯系統的設計和實驗;(5)第六章對全文進行了總結,并對今后的研究工作進行了展望。
上傳時間: 2013-04-24
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交錯并聯反激變換器具有電路結構簡單,控制方便等優點,并且可以實現電氣隔離。但是其升壓比不高,變換器中主開關管電壓應力較大,且工作中開關管處于硬開關狀態,限制了變換器的效率。 針對交錯并聯反激變換器所存在的問題,本文提出了一種新穎的基于耦合電感第三繞組實現的原邊并聯、副邊并聯隔離型軟開關Boost變換器。該變換器繼承了交錯并聯反激變換器的優點,兩個并聯單元互補工作,分擔功率損耗,輸出電壓的脈動頻率為主開關管的兩倍。不同的是,該變換器具有較高的升壓比,變換器中主開關管的電壓應力較小,克服了交錯并聯反激變換器的問題。在軟開關方面,變換器使用有源箝位軟開關電路,使主開關管與箝位開關管都實現了零電壓軟開關動作,提高了變換器的效率與使用壽命。因此,它與交錯并聯反激變換器相比,更適合于低電壓輸入、高電壓輸出的應用變換場合。 在該變換器的基礎上,針對變換器中輸出二極管電壓電流振蕩較大,本文還提出了經過改進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力,提高了變換器的效率。 最后,本文通過仿真與實驗驗證了基于耦合電感第三繞組實現的原邊并聯、副邊并聯隔離型軟開關Boost變換器及其改進型變換器方案的可行性與合理性。
上傳時間: 2013-05-20
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由于高頻PWM整流器可以提供正弦化低諧波的輸入電流,可控功率因數,及雙向能量流動,因此得到越來越廣泛的應用。網側單電感濾波會帶來一些問題,首先要想得到較好的濾波效果,必須增大電感值,這樣系統的動態性能會變差,而且成本增加。另外,整流器的功率比較大時,交流側的濾波的損耗也會增大。為了解決上述問題,本文研究了基于LCL濾波的高頻PWM整流器。在交流側應用LCL 濾波器可以減少電流中的高次諧波含量,并在同樣的諧波要求下,相對純電感型濾波器可以降低電感值的大小,提高系統的動態響應。 文章首先對高頻PWM整流器的工作原理做了詳細的介紹,并對基于L和LCL兩種不同的濾波器,分別在ABC靜止坐標系,αβ靜止坐標系和dq旋轉坐標系中建立了數學模型。文章中將L濾波的電壓型三相PWM整流器的控制方法應用于LCL濾波情況。基于dq軸模型,提出了雙閉環的控制策略,電流內環采用前饋解耦控制。為了提高電流的跟隨性能,按照典型Ⅰ型系統設計電流調節器。為了提高電壓環的抗干擾性,按照典型Ⅱ型系統設計電壓調節器。 文章還詳細討論了LCL濾波器帶來的諧振問題,以及參數設計方法,列出了實際系統LCL濾波器參數的設計步驟。文章在MATLAB/SIMULINK環境下建立了PWM整流器仿真模型對系統進行了仿真,按照文章提出的理論設計的仿真系統具有良好的動態和穩態性能。 文章最后基于TMS320LF2407A設計了整流器裝置的控制系統硬件和軟件,并得到了初步實驗結果,能滿足控制要求,從而驗證了控制方案的正確性。
上傳時間: 2013-07-01
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超聲波電源廣泛應用于超聲波加工、診斷、清洗等領域,其負載超聲波換能器是一種將超音頻的電能轉變為機械振動的器件。由于超聲換能器是一種容性負載,因此換能器與發生器之間需要進行阻抗匹配才能工作在最佳狀態。串聯匹配能夠有效濾除開關型電源輸出方波存在的高次諧波成分,因此應用較為廣泛。但是環境溫度或元件老化等原因會導致換能器的諧振頻率發生漂移,使諧振系統失諧。傳統的解決辦法就是頻率跟蹤,但是頻率跟蹤只能保證系統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,此時換能器內部動態支路工作在非諧振狀態,導致換能器功率損耗和發熱,致使輸出能量大幅度下降甚至停振,在實際應用中受到限制。所以,在跟蹤諧振點調節逆變器開關頻率的同時應改變匹配電感才能使諧振系統工作在最高效能狀態。針對按固定諧振點匹配超聲波換能器電感參數存在的缺點,本文應用耦合振蕩法對換能器的匹配電感和耦合頻率之間的關系建立數學模型,證實了匹配電感隨諧振頻率變化的規律。給出利用這一模型與耦合工作頻率之間的關系動態選擇換能器匹配電感的方法。經過分析比較,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節電抗值。并給出了實現這一方案的電路原理和控制方法。最后本文以DSP TMS320F2812為核心設計出實現這一原理的超聲波逆變電源。實驗結果表明基于磁通控制的可控電抗器可以實現電抗值隨電抗控制度線性無級可調,由于該電抗器輸出正弦波,理論上沒有諧波污染。具體采用復合控制策略,穩態時,換能器工作在DPLL鎖定頻率上;動態時,逐步修改匹配電抗大小,搜索輸出電流的最大值,再結合DPLL鎖定該頻率。配合PS-PWM可實現功率連續可調。該超聲波換能系統能夠有效的跟隨最大電流輸出頻率,即使頻率發生漂移系統仍能保持工作在最佳狀態,具有實際應用價值。
上傳時間: 2013-04-24
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大功率電力電子裝置的廣泛應用使電力系統無功功率補償和諧波污染問題日趨嚴重,動態無功功率補償和諧波抑制成為現代電力傳動領域研究的熱點。傳統補償技術由于主控制器運算能力的限制,難以對實時信號進行有效分析,影響了補償效果。而DSP計算速度快,能夠實現復雜的數字信號處理或數字實時控制。本文針對礦井直流提升機的無功補償問題,設計了一種基于DSP的TCR型動態無功補償器,以穩定電網電壓、減小電壓波動,提高功率因數。 本文綜述了無功補償技術的國內外研究概況、水平和發展趨勢,基于 MATLAB 對電力電子裝置諧波源進行了諧波分析與仿真,分析和介紹了 TCR 的無功補償原理及瞬時無功理論,確定了無功補償系統主電路及其控制系統,提出了系統的總體方案。 本設計選用 TMS320F2812 DSP 芯片作為主處理器,設計了信號輸入、濾波放大和信號調理等 DSP 外圍硬件電路;軟件方面采用模塊化設計,編寫了軟件流程圖,給出了部分程序代碼。 本文基于MATLAB軟件對無功補償控制系統的補償效果進行了模擬仿真。仿真結果表明:系統線電壓、負載無功功率和TCR無功功率等在兩個周期內達到穩定,系統線電壓波動小于3%,系統線電壓和系統線電流中僅含有較少量的5次、7次和 11 次諧波,總諧波畸變率滿足《公用電網諧波》標準的要求,為在煤礦中的實際應用提供了理論基礎。
上傳時間: 2013-07-24
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