無(wú)功補(bǔ)償對(duì)于現(xiàn)代電力系統(tǒng)的運(yùn)行與穩(wěn)定性來(lái)說(shuō)是必不可少的。靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)經(jīng)過(guò)了三十多年的發(fā)展,已經(jīng)在無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)上得到廣泛的應(yīng)用。它具備優(yōu)越的動(dòng)態(tài)性能,可以大大提高電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整能力和系統(tǒng)穩(wěn)定性,進(jìn)而提高電力系統(tǒng)的輸電能力。在我國(guó),充分發(fā)揮SVG的作用,顯得尤為迫切。 本文論述了SVG的發(fā)展概況,研究了SVG的工作原理,對(duì)大容量的主電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較分析,并在此基礎(chǔ)上建立了SVG的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型和標(biāo)幺值數(shù)學(xué)模型。然后,闡述了瞬時(shí)無(wú)功功率理論,給出了無(wú)功電流檢測(cè)的具體算法,并利用MATLAB仿真軟件對(duì)該算法進(jìn)行了仿真實(shí)現(xiàn)。接下來(lái)研究比較了SVG的兩種傳統(tǒng)控制策略,介紹了幾種PWM觸發(fā)技術(shù),其中著重研究了空間矢量PWM(SVPWM)的算法。利用MATLAB仿真軟件對(duì)基于傳統(tǒng)電流間接閉環(huán)控制算法的SVG進(jìn)行了系統(tǒng)級(jí)仿真實(shí)現(xiàn),在與電流直接控制的SVG仿真結(jié)果做對(duì)比后,指出各自的補(bǔ)償特點(diǎn)。文章重點(diǎn)在結(jié)合以上算法各自的優(yōu)缺點(diǎn)、電網(wǎng)本身的大擾動(dòng)和電力系統(tǒng)對(duì)SVG控制性能的嚴(yán)格要求后,給出了一種新型電壓電流雙閉環(huán)的控制方法。其中電流內(nèi)環(huán)采用瞬時(shí)無(wú)功電流的PI反饋控制,PI值根據(jù)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型中iq△δ的比例關(guān)系,采用了齊格勒-尼柯?tīng)査狗▌t進(jìn)行整定；而電壓外環(huán)則采用系統(tǒng)動(dòng)態(tài)電壓的智能遺傳PI反饋控制,利用智能遺傳算法對(duì)PI值進(jìn)行整定。用MATLAB/SIMULINK分別對(duì)兩個(gè)環(huán)節(jié)的控制算法進(jìn)行了仿真,并針對(duì)外環(huán)控制器的遺傳PI算法,與PI算法的仿真結(jié)果做了對(duì)比,證明了遺傳PI的優(yōu)越性,為基于雙閉環(huán)控制的SVG系統(tǒng)級(jí)仿真打下了基礎(chǔ)。最后,文章利用MATLAB/SIMULINK/PSB對(duì)新型電壓電流雙閉環(huán)系統(tǒng)的SVG進(jìn)行了仿真實(shí)現(xiàn),并對(duì)在電網(wǎng)不同情況下的補(bǔ)償效果與傳統(tǒng)電流間接控制的SVG進(jìn)行了分析與比較。仿真結(jié)果表明該控制方式具有更好的動(dòng)態(tài)性能。
標(biāo)簽： 無(wú)功發(fā)生器 控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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混合動(dòng)力汽車采用內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)作為動(dòng)力源，成為解決排污和能源問(wèn)題最具現(xiàn)實(shí)意義的途徑之一，集成一體化起動(dòng)/發(fā)電機(jī)(ISG)技術(shù)是當(dāng)前國(guó)際公認(rèn)的未來(lái)汽車的先進(jìn)技術(shù)之一，也是當(dāng)代汽車發(fā)展的重要方向。論文以ISG型混合動(dòng)力汽車為研究對(duì)象，進(jìn)行了混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和動(dòng)力總成控制系統(tǒng)等方面的研究。 本文系統(tǒng)地分析了串聯(lián)式、并聯(lián)式以及混聯(lián)式混和動(dòng)力汽車動(dòng)力總成構(gòu)型的優(yōu)缺點(diǎn)，介紹了ISG型混合動(dòng)力汽車結(jié)構(gòu)及主要特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，首先通過(guò)對(duì)各總成選型分析，選擇了發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、電池等部件，接著根據(jù)性能指標(biāo)，確定了發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、電池等部件參數(shù)匹配。 動(dòng)力總成控制系統(tǒng)作為HEV控制系統(tǒng)的關(guān)鍵，主要負(fù)責(zé)對(duì)行駛需求功率的合理分配，保證HEV高效運(yùn)行，使發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗和排放達(dá)到最優(yōu)。動(dòng)力總成控制系統(tǒng)的硬件采用了TMS320F2812芯片，由于它功能強(qiáng)大，I/O資源豐富，并且支持廣泛用于汽車電控的CAN通訊，因此，非常適合于混合動(dòng)力汽車的實(shí)時(shí)控制。本文研究了動(dòng)力總成控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，以TMS320F2812型DSP為核心，組建了混合動(dòng)力總成控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)。在充分利用DSP內(nèi)部模塊的基礎(chǔ)上對(duì)它的外部總線進(jìn)行擴(kuò)展。并設(shè)計(jì)了電源模塊、A/O模塊、IO模塊、CAN總線模塊和串口通訊模塊。在模塊化設(shè)計(jì)方式基礎(chǔ)上建立了混合動(dòng)力控制策略的軟件設(shè)計(jì)。 為了證明設(shè)計(jì)方案的可行性和DSP總成控制系統(tǒng)的控制性能，在MATIAB/Simulink環(huán)境下，以hdvisor為仿真平臺(tái)，依據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、控制策略，對(duì)相關(guān)模塊進(jìn)行修改，建立了ISG型混合動(dòng)力汽車整車的仿真模型。利用建立的模型，在Advisor仿真軟件中輸人仿真參數(shù)，設(shè)置仿真性能，汽車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性以及一些重要性能曲線的仿真結(jié)果。與同樣參數(shù)設(shè)置的傳統(tǒng)燃油汽車仿真結(jié)果進(jìn)行比較表明，油耗和排放都得到了很好的降低。
標(biāo)簽： 混合動(dòng)力 汽車驅(qū)動(dòng) 控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-07-08
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三相逆變器作為交流供電電源的主要部分，廣泛地應(yīng)用于電動(dòng)車、電力設(shè)備、產(chǎn)業(yè)設(shè)備、交通車輛等領(lǐng)域。逆變器的并聯(lián)控制技術(shù)以其廣泛的應(yīng)用前景也得到越來(lái)越深入地研究。人們對(duì)逆變電源的要求越來(lái)越高，高性能、高可靠性的大功率逆變器就是當(dāng)今逆變電源的發(fā)展趨勢(shì)之一。提高逆變電源容量主要有兩個(gè)途徑，設(shè)計(jì)大功率的逆變器和采用逆變器并聯(lián)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電源模塊化。 為此，本文以兩臺(tái)400kVA組合式三相逆變器為對(duì)象，采用全數(shù)字化控制方式，主要研究了大功率三相逆變器的波形控制技術(shù)和并聯(lián)控制技術(shù)。本文圍繞大功率組合式三相逆變器，對(duì)其主電路結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、波形控制技術(shù)以及并聯(lián)系統(tǒng)模型、并聯(lián)控制方案進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析和研究。分析了適用于大功率的組合式三相逆變器結(jié)構(gòu)，并給出了400kVA組合式三相逆變器的主電路設(shè)計(jì)。建立和分析了組合式三相逆變器在ABC、αβ、dq 坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。針對(duì)大功率組合式三相逆變器，采用在dq 坐標(biāo)系下的三相電壓閉環(huán)統(tǒng)一控制方案。為了使大功率三相逆變器得到較好的輸出電壓波形質(zhì)量，采用PID 瞬時(shí)值電壓反饋控制和重復(fù)控制并聯(lián)結(jié)合的控制方案。分析了PID 控制器和重復(fù)控制器的原理，并針對(duì)400kVA 三相逆變器的系統(tǒng)性能，給出了相應(yīng)數(shù)字PID 控制器和重復(fù)控制器的設(shè)計(jì)。并利用Matlab 建立了系統(tǒng)的仿真模型，給出了理論研究結(jié)果。提出了有效提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的兩種方法：加負(fù)載電流前饋和動(dòng)態(tài)過(guò)程中強(qiáng)制改變改變調(diào)制比。介紹了大功率三相逆變器的短路限流保護(hù)技術(shù)，提出了采用瞬時(shí)值限流電路和單獨(dú)的軟件限流環(huán)相結(jié)合的方案，保證大功率三相逆變器在短路時(shí)自動(dòng)限流保護(hù)。對(duì)兩臺(tái)大功率三相逆變器組成的并聯(lián)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、環(huán)流特性及逆變器的輸出功率進(jìn)行了分析。詳細(xì)分析了輸出阻抗特性不同時(shí)，逆變器環(huán)流和輸出功率分配的差異，得出了輸出阻抗對(duì)環(huán)流和功率影響的一般規(guī)律。針對(duì)大功率三相逆變器并聯(lián)系統(tǒng)，采用基于功率誤差的分散邏輯控制方案。分析了基于功率誤差的分散邏輯控制原理，逆變器輸出功率的檢測(cè)和母線信號(hào)綜合的脈寬調(diào)制原理。根據(jù)400kVA 三相逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的輸出阻抗特性，采用了無(wú)功調(diào)節(jié)輸出電壓幅值和同步鎖相實(shí)現(xiàn)相位同步的并聯(lián)控制策略。 本文最后在兩臺(tái)400kVA組合式三相逆變器樣機(jī)上得到了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了大功率三相逆變器的波形控制和并聯(lián)控制策略有效可行性。
上傳時(shí)間： 2013-07-03
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當(dāng)今高新技術(shù)不斷發(fā)展，越來(lái)越多的高精度儀器設(shè)備對(duì)輸入電源，特別是對(duì)輸入交流電源的穩(wěn)壓精度要求越來(lái)越高。與此同時(shí)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和用電負(fù)載的急劇增加，電壓波動(dòng)和波形畸變等供電質(zhì)量問(wèn)題日趨突出，不能滿足高精度儀器設(shè)備的需要，因而就需要在電網(wǎng)和這些設(shè)備之間增加高穩(wěn)壓精度、寬穩(wěn)壓范圍的交流穩(wěn)壓電源。基于Delta逆變技術(shù)的交流穩(wěn)壓電源既能進(jìn)行瞬時(shí)的交流電壓穩(wěn)定補(bǔ)償，又能提高整流輸入端的功率因數(shù)，減少諧波對(duì)電網(wǎng)的污染，因而具有重要的實(shí)際意義和研究?jī)r(jià)值。 本文采取串聯(lián)補(bǔ)償型變換器作為主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并從能量雙向傳輸方面對(duì)主電路進(jìn)行了詳細(xì)闡述。針對(duì)Delta逆變器工作特點(diǎn)對(duì)交流穩(wěn)壓電源的工作原理進(jìn)行了分析，并提出一種正向補(bǔ)償采取整流加高頻斬波，負(fù)向補(bǔ)償采取有源箝位Buck變換器的工作模式。建立Delta逆變器與電網(wǎng)相互作用的等效電路模型，得出了理想補(bǔ)償電壓與實(shí)際補(bǔ)償電壓定量關(guān)系式，分析了逆變輸出濾波器的結(jié)構(gòu)、位置對(duì)濾波效果的影響和電氣參數(shù)對(duì)實(shí)際補(bǔ)償效果的作用規(guī)律。完成了逆變器的輸出濾波器、補(bǔ)償變壓器的設(shè)計(jì)和PWM整流器電容參數(shù)的計(jì)算。 針對(duì)穩(wěn)壓系統(tǒng)中Delta逆變器和PWM整流器兩個(gè)主體環(huán)節(jié)，對(duì)Delta逆變器的前饋、反饋控制特性和PWM整流器的間接、直接電流控制特性分別進(jìn)行了綜合比較，并應(yīng)用MATLAB軟件建立了改進(jìn)前饋控制與直接電流控制的仿真模型，對(duì)Delta逆變交流穩(wěn)壓速度和精度進(jìn)行了系統(tǒng)仿真分析，給出了仿真波形，驗(yàn)證了文中所述控制策略的可行性。
標(biāo)簽： Delta 逆變技術(shù) 串聯(lián)補(bǔ)償
上傳時(shí)間： 2013-07-10
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隨著能源的緊張和環(huán)境污染日益嚴(yán)重，開(kāi)發(fā)和利用太陽(yáng)能已受到越來(lái)越多的重視。通過(guò)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，并將電能輸送到電網(wǎng)上，是太陽(yáng)能利用的主要形式。 本文對(duì)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(yáng)能電池發(fā)電的基本原理，得出了太陽(yáng)能電池的等效模型，通過(guò)分析太陽(yáng)能電池的I-V特性，可以看出太陽(yáng)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(yáng)能電池能夠最大效率地將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，需要對(duì)其進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤。通過(guò)分析和對(duì)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(dòng)觀察法結(jié)合BOOST升壓電路來(lái)對(duì)電池板進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤的方案。其次，分析對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(cè)方法，分析了基于正反饋的主動(dòng)移頻式孤島檢測(cè)方法(AFDPF)的參數(shù)優(yōu)化方案，為AFDPF檢測(cè)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(duì)太陽(yáng)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(shí)間： 2013-07-14
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隨著我國(guó)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(wú)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(wú)功功率補(bǔ)償問(wèn)題變得越來(lái)越重要。靜止無(wú)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(wú)功功率補(bǔ)償發(fā)展的趨勢(shì)。 論文首先介紹并比較了現(xiàn)有的無(wú)功補(bǔ)償裝置，分析了STATCOM相對(duì)于其他無(wú)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(duì)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(shuō)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?cè)诜€(wěn)態(tài)性能和動(dòng)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(lái)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(kāi)關(guān)損耗、適應(yīng)電網(wǎng)電壓不對(duì)稱的環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)。 介紹了基于FPGA和DSP硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)方法。對(duì)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(shí)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(duì)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(duì)比，并對(duì)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(wú)交流電流傳感器的三種控制策略：基于直流側(cè)電流檢測(cè)的控制策略、基于直流電壓檢測(cè)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(guò)Matlab中的Simulink仿真軟件對(duì)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(wú)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(tái)并進(jìn)行了調(diào)試。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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光伏發(fā)電是集開(kāi)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(huì)效益和學(xué)術(shù)研究?jī)r(jià)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(jí)式結(jié)構(gòu)，主電路由前級(jí)Boost變換器和后級(jí)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(duì)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(duì)基于外特性建立的光伏陣列模型雖然簡(jiǎn)單、參數(shù)易解，但精度低的問(wèn)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(duì)光伏陣列的影響，模型參數(shù)與實(shí)際參數(shù)嚴(yán)格對(duì)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(dòng)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(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：fudong911
無(wú)刷直流電機(jī)具有體積小、重量輕、效率高和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小等優(yōu)點(diǎn)，另外它還具有和直流電機(jī)一樣的調(diào)速特性，而沒(méi)有直流電機(jī)復(fù)雜的機(jī)械換相設(shè)備，所以被廣泛應(yīng)用于伺服控制、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等工業(yè)領(lǐng)域，現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的性能提出了更高的要求。因此，研究具有響應(yīng)速度快、調(diào)節(jié)能力強(qiáng)、控制精度高的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)具有十分重要的意義。 直接轉(zhuǎn)矩控制是一種高性能的電機(jī)控制方法，它已經(jīng)成熟的應(yīng)用在感應(yīng)電機(jī)和永磁同步電機(jī)上，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)良的穩(wěn)態(tài)性能和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。本文通過(guò)大量的文獻(xiàn)資料閱讀，對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展、現(xiàn)狀和趨勢(shì)有了一個(gè)比較全面的理解，在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了無(wú)刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，并提出了一套相應(yīng)的直接轉(zhuǎn)矩控制方案，建立了仿真和試驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行了仿真分析和實(shí)驗(yàn)研究，獲得了有價(jià)值的研究成果。 本文的主要研究?jī)?nèi)容包括： (1)詳細(xì)分析了無(wú)刷直流電機(jī)的運(yùn)行機(jī)理和數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上闡述無(wú)刷直流電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的基本控制機(jī)理，包括基于逆變器二二導(dǎo)通模式的空間電壓矢量的定義和針對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)具有非正弦波反電動(dòng)勢(shì)這一特點(diǎn)而推導(dǎo)的轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式等。 (2)提出了一套無(wú)刷直流電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的具體實(shí)施方案，并根據(jù)這套方案建立了基于Simulink(Matlab)的無(wú)刷直流電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的仿真模型，對(duì)所提出的控制方案進(jìn)行了仿真分析。仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方案在理論上的可行性。 (3)在理論研究的基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)研制了一套基于DSP+IPM的無(wú)刷直流電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，編寫(xiě)了控制程序軟件，進(jìn)行了無(wú)刷直流電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果達(dá)到了預(yù)期的要求，證實(shí)了直接轉(zhuǎn)矩控制在改善無(wú)刷直流電機(jī)動(dòng)態(tài)調(diào)速性能上的優(yōu)勢(shì)。 本論文開(kāi)展了繼異步電機(jī)和永磁同步電機(jī)之后對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)直接轉(zhuǎn)矩控制的探索性研究工作。通過(guò)理論分析、計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)驗(yàn)得出了一些有意義的經(jīng)驗(yàn)和結(jié)論，為課題的進(jìn)一步深入開(kāi)展奠定了基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： 無(wú)刷直流電機(jī) 直接轉(zhuǎn)矩控制
上傳時(shí)間： 2013-07-11
上傳用戶：再見(jiàn)大盤(pán)雞
直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)在電力機(jī)車牽引、汽車工業(yè)以及家用電器等工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，直接轉(zhuǎn)矩控制作為一種新型的交流調(diào)速技術(shù)，其控制思想新穎、控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制手段直接、轉(zhuǎn)矩響應(yīng)迅速，正在運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域中發(fā)揮著巨大的作用。雖然直接轉(zhuǎn)矩控制的優(yōu)勢(shì)是矢量控制所不能實(shí)現(xiàn)的，但是直接轉(zhuǎn)矩控制依然存在一系列不能忽視的問(wèn)題。直接轉(zhuǎn)矩控制采用兩點(diǎn)式轉(zhuǎn)矩和磁鏈滯環(huán)控制器，使轉(zhuǎn)矩和磁鏈被控制在給定值的一定范圍以內(nèi)，這種控制方法不可避免地帶來(lái)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)過(guò)大和逆變器開(kāi)關(guān)頻率不恒定等問(wèn)題。直接轉(zhuǎn)矩控制采用定子磁鏈定向，只用便于測(cè)量的定子電阻來(lái)估計(jì)定子磁鏈，這樣在低速運(yùn)行時(shí)會(huì)帶來(lái)磁鏈估計(jì)的誤差。雖然在全速范圍內(nèi)估計(jì)定子磁鏈運(yùn)用低速時(shí)采用的電流-轉(zhuǎn)速模型和高速時(shí)采用的電壓-電流模型的合成模型，即電壓-轉(zhuǎn)速模型，然而兩種模型的平滑切換又是一個(gè)新的問(wèn)題。直接轉(zhuǎn)矩控制在基頻以下調(diào)速的理論和應(yīng)用已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，在基頻以上的弱磁調(diào)速范圍內(nèi)的理論和應(yīng)用還需要進(jìn)一步的研究。 為了解決這些問(wèn)題，本文針對(duì)異步電動(dòng)機(jī)在兩相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，對(duì)傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)和兩種改進(jìn)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究。在傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中，詳細(xì)討論了定子磁鏈估計(jì)的三種基本模型，設(shè)計(jì)了定子磁鏈估計(jì)的加權(quán)模型，使電機(jī)在全速運(yùn)行的范圍內(nèi)都能夠得到準(zhǔn)確的定子磁鏈。針對(duì)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)過(guò)大和逆變器開(kāi)關(guān)頻率不恒定的問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了兩種改進(jìn)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)。在基于占空比控制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中，通過(guò)對(duì)一個(gè)采樣周期內(nèi)非零電壓矢量作用時(shí)間占采樣周期的占空比的優(yōu)化，解決了轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)過(guò)大的問(wèn)題；在一個(gè)采樣周期內(nèi)，從非零電壓矢量到零電壓矢量的轉(zhuǎn)換只有一次，實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)頻率的恒定。在基于滑模變結(jié)構(gòu)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中，本文設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)矩和磁鏈滑模變結(jié)構(gòu)控制器代替?zhèn)鹘y(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)矩和磁鏈滯環(huán)控制器；運(yùn)用空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)頻率的恒定。本文把傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)和兩種改進(jìn)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)擴(kuò)展到基頻以上的弱磁范圍內(nèi)的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，對(duì)其進(jìn)行了相關(guān)研究。 為了驗(yàn)證上述各種控制系統(tǒng)的正確性和有效性，本文采用Matlab/Simulink仿真軟件對(duì)其進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。針對(duì)傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，對(duì)定子磁鏈估計(jì)的加權(quán)模型進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的定子磁鏈的加權(quán)模型能夠在電機(jī)運(yùn)行的全速范圍內(nèi)準(zhǔn)確地估計(jì)定子磁鏈。針對(duì)基于占空比控制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)和基于滑模變結(jié)構(gòu)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，本文分別對(duì)負(fù)載轉(zhuǎn)矩有擾動(dòng)和無(wú)擾動(dòng)、給定轉(zhuǎn)速為恒定值和不為恒定值四種情況進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，并分別和傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。仿真結(jié)果表明，兩種改進(jìn)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)均能有效的減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)誤差。針對(duì)電機(jī)運(yùn)行在基頻以上的弱磁調(diào)速情形，本文運(yùn)用三種不同的直接轉(zhuǎn)矩控制方法分別進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明，兩種改進(jìn)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)在弱磁調(diào)速范圍內(nèi)依然優(yōu)于傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，依然能夠減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)誤差。
標(biāo)簽： 異步電機(jī) 直接轉(zhuǎn)矩 控制理論
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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