電子式互感器與傳統(tǒng)電磁式互感器相比，在帶寬、絕緣和成本等方面具有優(yōu)勢(shì)，因而代表了高電壓等級(jí)電力系統(tǒng)中電流和電壓測(cè)量的一種極具吸引力的發(fā)展方向。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和電力市場(chǎng)中競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制的形成，電子式互感器成為人們研究的熱點(diǎn)；越來(lái)越多的新技術(shù)被引入到電子式互感器設(shè)計(jì)中，以提高其工作可靠性，降低運(yùn)行總成本，減小對(duì)生態(tài)環(huán)境的壓力。本文圍繞電子式互感器實(shí)用化中的關(guān)鍵技術(shù)而展開理論與實(shí)驗(yàn)研究，具體包括新型傳感器、雙傳感器的數(shù)據(jù)融合算法、數(shù)字接口、組合式電源、低功耗技術(shù)和自監(jiān)測(cè)功能的實(shí)現(xiàn)等。 目前電子式電流互感器(ECT)大多數(shù)采用單傳感器開環(huán)結(jié)構(gòu)，對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)的精度和可靠性的要求都很高，嚴(yán)重制約了ECT整體性能的提高，影響其實(shí)用化。本文介紹了新型傳感器～鐵心線圈式低功率電流傳感器(LPET)和印刷電路板(PCB)空心線圈及其數(shù)字積分器，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種基于LPCT和PCB空心線圈的組合結(jié)構(gòu)的新型電流傳感器。該結(jié)構(gòu)具有并聯(lián)的特點(diǎn)，結(jié)合了這兩種互感器的優(yōu)點(diǎn)，采用數(shù)據(jù)融合算法來(lái)處理兩路信號(hào)，實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量和提高系統(tǒng)可靠性，并探索出辨別LPET飽和的新方法。試驗(yàn)和仿真結(jié)果表明，這種新型電流傳感器可以覆蓋較大的電流測(cè)量范圍，達(dá)到IEC 60044-8標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于測(cè)量(幅值誤差)、保護(hù)(復(fù)合誤差)和暫態(tài)響應(yīng)(峰值)的準(zhǔn)確度要求，能夠作為多用途電流傳感器使用。 在電子式電壓互感器方面，基于精密電阻分壓器的新型傳感器在原理、結(jié)構(gòu)和輸出信號(hào)等方面與傳統(tǒng)的電壓互感器有很大不同，本文設(shè)計(jì)了一種可替代10kV電磁式電壓互感器的精密電阻分壓器。通過(guò)試驗(yàn)研究與計(jì)算分析，得出其性能主要受電阻特性和雜散電容的影響，并給出了減小其誤差的方法。測(cè)試結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的10kV精密電阻分壓器的準(zhǔn)確度滿足IEC 60044-7標(biāo)準(zhǔn)要求，可達(dá)0.2級(jí)。 電子式互感器的關(guān)鍵技術(shù)之一是內(nèi)部的數(shù)字化以及其標(biāo)準(zhǔn)化接口，本文以10kV組合型電子式互感器為對(duì)象設(shè)計(jì)了一種實(shí)用化的數(shù)字系統(tǒng)。以精密電阻分壓器作為電壓傳感器，電流傳感器則采用基于數(shù)據(jù)融合算法的LPCT和PCB空心線圈的組合結(jié)構(gòu)。本文首先解決了互感器間的同步與傳感器間的內(nèi)部同步問(wèn)題，進(jìn)而依照IEC61850-9-1標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了組合型電子式互感器的100M以太網(wǎng)接口。 電子式電流互感器在高電壓等級(jí)的應(yīng)用研究中，ECT高壓側(cè)的電源問(wèn)題是關(guān)鍵技術(shù)之一。論文首先分析了兩種電源方案：取電CT電源和激光電源。取電CT電源通過(guò)一個(gè)特制的電流互感器(取電CT)，直接從高壓側(cè)母線電流中獲取電能。在取電CT和整流橋之間設(shè)計(jì)一個(gè)串聯(lián)電感，大大降低了施加在整流橋上的的感應(yīng)電壓并限制了取電CT的輸出電流，起到了穩(wěn)定電壓和保護(hù)后續(xù)電路的作用。激光電源方案以先進(jìn)的光電轉(zhuǎn)換器、半導(dǎo)體激光二極管和光纖為基礎(chǔ)，單獨(dú)一根上行光纖同時(shí)完成供能和控制信號(hào)的傳輸，在不影響光供能穩(wěn)定性的情況下，數(shù)據(jù)通信完成在短暫的供能間隔中。在高電位端控制信號(hào)通過(guò)在能量變換電路中增加一個(gè)比較器電路被提取出來(lái)。本文還提出了一種將兩種供能方式結(jié)合使用的組合電源，并設(shè)計(jì)了這兩種電源之間的切換方法，解決了取電CT電源的死區(qū)問(wèn)題，延長(zhǎng)了激光器的使用壽命。作為綜合應(yīng)用實(shí)例，設(shè)計(jì)并完成了以LPCT為傳感器、由組合電源供能、采用低功耗技術(shù)的高壓電子式電流互感器?；ジ衅鞲邏簜?cè)的一次轉(zhuǎn)換器能夠提供兩路傳感器數(shù)據(jù)通道，并且具有溫度補(bǔ)償和采集通道的自校正功能，在更寬溫度、更大電流范圍內(nèi)保證了極高的測(cè)量精度：互感器低電位端的二次轉(zhuǎn)換器具有數(shù)字和模擬接口，可以接收數(shù)據(jù)并發(fā)送命令來(lái)控制一次轉(zhuǎn)換器，包括同步和校正命令在內(nèi)的數(shù)據(jù)信號(hào)可以通過(guò)同一根供能光纖傳送到一次轉(zhuǎn)換器。該互感器具有在線監(jiān)測(cè)功能，這種預(yù)防性維護(hù)和自檢測(cè)功能夠提示維護(hù)或提出警告，提高了可靠性。系統(tǒng)測(cè)試表明：具有低功耗光纖發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路的一次轉(zhuǎn)換器平均功耗在40mw以下：上行光纖中通信波特率可以達(dá)到200kb/s，下行光纖中更是高達(dá)2Mb/s；系統(tǒng)準(zhǔn)確度同時(shí)滿足IEC6044-8標(biāo)準(zhǔn)對(duì)0.2S級(jí)測(cè)量和5TPE級(jí)保護(hù)電子式互感器的要求。
標(biāo)簽： 電子式互感器 關(guān)鍵技術(shù)
上傳時(shí)間： 2013-06-09
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燃料電池電動(dòng)汽車DC/DC變換器的諸如工作電壓、電流、效率、體積、重量、溫度這些參數(shù)指標(biāo)中溫度參數(shù)是一個(gè)尤為重要的參數(shù)。如何對(duì)DC/DC變換器內(nèi)部多點(diǎn)溫度參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)從而為DC/DC變換器提供可靠的溫度參數(shù)就成為本課題的直接來(lái)源和選題依據(jù)。 USB總線具有即插即用、使用方便、易于擴(kuò)展以及抗干擾能力強(qiáng)等其它總線無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。如今USB已經(jīng)成為PC上的標(biāo)準(zhǔn)接口，并迅速占領(lǐng)了計(jì)算機(jī)中、低速外設(shè)的市場(chǎng)。而且隨著計(jì)算機(jī)功能的不斷強(qiáng)大，虛擬儀器技術(shù)也在不斷發(fā)展。它代表了測(cè)量與控制技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向。本課題的研究目的就是希望將USB總線技術(shù)和虛擬儀器技術(shù)應(yīng)用到測(cè)量系統(tǒng)中，充分利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的資源，設(shè)計(jì)一個(gè)基于USB總線和LabVIEW的多路溫度測(cè)試儀。 在了解DC/DC變換器內(nèi)部主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，考慮測(cè)試系統(tǒng)抗干擾技術(shù)，選用擴(kuò)展了USB功能的微控制器芯片STM32F103和高精度溫度傳感器PT1000完成了基于恒流源的多通道溫度檢測(cè)電路原理圖與印刷電路板設(shè)計(jì)。在學(xué)習(xí)USB協(xié)議和電子芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)的基礎(chǔ)上編寫了測(cè)試儀的下位機(jī)固件程序。通過(guò)LabVIEW中的NI—VISA開發(fā)驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)上位機(jī)與USB設(shè)備的通信功能。在LabVIEW虛擬儀器軟件開發(fā)平臺(tái)中編寫用戶界面并建立合理的報(bào)表生成系統(tǒng)，有效存儲(chǔ)數(shù)據(jù)提供用戶查詢。 直接在LabVIEW環(huán)境下通過(guò)NI—VISA開發(fā)能驅(qū)動(dòng)用戶USB系統(tǒng)應(yīng)用程序，完全避開了以前開發(fā)USB驅(qū)動(dòng)程序的復(fù)雜性，大大縮短了開發(fā)周期，節(jié)省了開發(fā)成本。設(shè)計(jì)完畢后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了軟硬件聯(lián)調(diào)，通道標(biāo)定和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，并進(jìn)行了精度分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明課題在這一研究過(guò)程中取得了預(yù)期的良好結(jié)果。
上傳時(shí)間： 2013-06-07
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對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒o(wú)功補(bǔ)償，可以穩(wěn)定電網(wǎng)電壓，提高功率因數(shù)，提高設(shè)備利用率，減小網(wǎng)絡(luò)有功功率損耗，提高輸電能力，平衡三相功率，為系統(tǒng)提供電壓支撐，提高系統(tǒng)運(yùn)行安全性。鋼鐵企業(yè)一直就是用電大戶，具有容量大、負(fù)荷沖擊大、起制動(dòng)頻繁、快速性、工作連續(xù)性和自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，存在功率因數(shù)低、電壓波動(dòng)等問(wèn)題。研究鋼鐵企業(yè)的無(wú)功補(bǔ)償，對(duì)企業(yè)提高供電可靠性，節(jié)能減排，降低損耗，提高用電設(shè)備效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量有著非常重要的意義。 本文選用目前工程上應(yīng)用最為廣泛的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置靜止無(wú)功功率補(bǔ)償器，即SVC對(duì)鋼鐵企業(yè)負(fù)荷進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?？疾炝塑堜撈髽I(yè)的負(fù)荷特點(diǎn)，對(duì)比了各種補(bǔ)償裝置的優(yōu)缺點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上提出了FC—TCR型SVC做為鋼鐵企業(yè)的無(wú)功補(bǔ)償裝置。 本文根據(jù)特定的現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)，提出了FC—TCR型SVC裝置的設(shè)計(jì)框架，建立了潮流計(jì)算和SVC裝置的數(shù)學(xué)模型，給出了含有SVC補(bǔ)償裝置的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的計(jì)算方法，計(jì)算了SVC裝置的FC和TCR各支路參數(shù)，對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行選型，最后提出了一套完整的SVC系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。仿真結(jié)果表明，采用本方案的SVC系統(tǒng)有效提高了供電系統(tǒng)的功率因數(shù)，抑制了電壓波動(dòng)，表明方案設(shè)計(jì)中的支路配置，參數(shù)設(shè)置和設(shè)備選型是合理的。 從基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的補(bǔ)償裝置觸發(fā)角度的算法出發(fā)，研究了SVC裝置動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)方法。本文還提出了動(dòng)態(tài)補(bǔ)償SVC監(jiān)控系統(tǒng)和晶閘管觸發(fā)系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)。 為了驗(yàn)證SVC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性，搭建了SVC的模擬試驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)一次系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)，光電觸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行了聯(lián)合調(diào)試，調(diào)試結(jié)果達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)期目標(biāo)。
標(biāo)簽： SVC 無(wú)功補(bǔ)償 參數(shù)
上傳時(shí)間： 2013-06-23
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隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)吞吐量急劇增長(zhǎng)，要求有更高的傳輸速度，來(lái)滿足大量數(shù)據(jù)的傳輸，而原有的并行數(shù)據(jù)傳輸總線結(jié)構(gòu)上存在自身無(wú)法克服的缺陷，在高頻環(huán)境下容易串?dāng)_，而增大誤碼率。SATA串行總線技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。作為一種新型的總線接口，它提供了高達(dá)3.0Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，使用8B/10B編碼格式，采用LVDS NRZ串行數(shù)據(jù)傳輸方式，有良好的抗干擾性能，有更強(qiáng)的達(dá)到32位的循環(huán)冗余校驗(yàn)，并且提供了良好的物理接口特性，支持熱拔插，代表著計(jì)算機(jī)總線接口技術(shù)的發(fā)展方向。FPGA作為一種低功耗的半導(dǎo)體器件，在高頻工作環(huán)境中有優(yōu)良的性能，將處理器與低功耗FPGA結(jié)合起來(lái)使用是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)應(yīng)用的趨勢(shì)，這樣能夠使得接口方案更加靈活。而在眾多FPGA器件中，Xilinx公司的Virtex-4平臺(tái)內(nèi)部集成了PowerPC高性能處理器，并且其中提供了Rocket IO MGT這種嵌入式的多速率串行收發(fā)器，能夠以6.25-622Mb/s的速度傳送數(shù)據(jù)，并且支持包括SATA協(xié)議在內(nèi)的多種串行通信協(xié)議。 本文從物理層、鏈路層、傳輸層分析了SATA1.0技術(shù)的接口協(xié)議，在此基礎(chǔ)提出滿足協(xié)議需求和適合FPGA設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案，并給出總體設(shè)計(jì)框圖，依照FPGA的設(shè)計(jì)方法，采用Xilinx公司的Virtex-4設(shè)計(jì)了一個(gè)符合SATA1.0接口協(xié)議的嵌入式存儲(chǔ)裝置，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，仿真運(yùn)行結(jié)果正常。
標(biāo)簽： SerialATA FPGA 嵌入式系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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雙向DC/DC變換器（Bi-directionalDC/DCconverters）是能夠根據(jù)需要調(diào)節(jié)能量雙向傳輸?shù)闹绷?直流變換器。隨著科技的發(fā)展，雙向DC/DC變換器的應(yīng)用需求越來(lái)越多，正逐步應(yīng)用到無(wú)軌電車、地鐵、列車、電動(dòng)車等直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，直流不間斷電源系統(tǒng)，航天電源等場(chǎng)合。一方面，雙向DC/DC變換器為這些系統(tǒng)提供能量，另一方面，又使可回收能量反向給供電端充電，從而節(jié)約能量。 大多數(shù)雙向DC/DC變換器采用復(fù)雜的輔助網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)技術(shù)，本文所研究的Buck/Boost雙向的DC/DC變換器從拓?fù)渖辖鉀Q器件軟開關(guān)的問(wèn)題；由于Buck/Boost雙向DC/DC變換器的電流紋波較大，這會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的電磁干擾，本文結(jié)合Buck/Boost雙向DC/DC變換器拓?fù)渑c磁耦合技術(shù)使電感電流紋波減小；由于在同一頻率下不同負(fù)載時(shí)電流紋波不同，本文在控制時(shí)根據(jù)負(fù)載改變PWM頻率，從而使輕載時(shí)的電流紋波均較小。 本文所研究的雙向DC/DC變換器采用DSP處理器進(jìn)行控制，其原因在于：目前沒有專門用于控制該Buck/Boost雙向DC/DC變換器的控制芯片，而DSP具有多路的高分辨率PWM，通過(guò)對(duì)DSP寄存器的配置可以實(shí)現(xiàn)Buck/Boost雙向DC/DC變換器的控制PWM；DSP具有多路高速的A/D轉(zhuǎn)換接口，并可以通過(guò)配合PWM完成對(duì)反饋采樣，具備一定的濾波功能。 本文所研究的數(shù)字雙向DC/DC變換器實(shí)現(xiàn)了在Buck模式下功率MOSFET的零電壓開通及零電壓關(guān)斷，電感電流的交迭使其電感輸出端電流紋波明顯變小，輕載時(shí)PWM頻率的提升也使得電流紋波變小。
標(biāo)簽： F2808 2808 320F DCDC
上傳時(shí)間： 2013-06-08
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電源是電子設(shè)備的重要組成部分，其性能的優(yōu)劣直接影響著電子設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子設(shè)備的種類越來(lái)越多，其對(duì)電源的要求也更加靈活多樣，因此如何很好的解決系統(tǒng)的電源問(wèn)題已經(jīng)成為了系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵因素。 本論文研究選取了BICMOS工藝，具有功耗低、集成度高、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)電流模式的PWM控制原理，研究設(shè)計(jì)了一款基于BICMOS工藝的雙相DC-DC電源管理芯片。本電源管理芯片自動(dòng)控制兩路單獨(dú)的轉(zhuǎn)換器工作，兩相結(jié)構(gòu)能提供大的輸出電流，但是在開關(guān)上的功耗卻很低。芯片能夠精確的調(diào)整CPU核心電壓，對(duì)稱不同通道之間的電流。本電源管理芯片單獨(dú)檢測(cè)每一通道上的電流，以精確的獲得每個(gè)通道上的電流信息，從而更好的進(jìn)行電流對(duì)稱以及電路的保護(hù)。 文中對(duì)該DC-DC電源管理芯片的主要功能模塊，如振蕩器電路、鋸齒波發(fā)生電路、比較器電路、平均電流電路、電流檢測(cè)電路等進(jìn)行了設(shè)計(jì)并給出了仿真驗(yàn)證結(jié)果。該芯片只需外接少數(shù)元件就可構(gòu)成一個(gè)高性能的雙相DC-DC開關(guān)電源，可廣泛應(yīng)用于CPU供電系統(tǒng)等。 通過(guò)應(yīng)用Hspice軟件對(duì)該變換器芯片的主要模塊電路進(jìn)行仿真，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案和理論分析的可行性和正確性，同時(shí)在芯片模塊電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用0.8μmBICMOS工藝設(shè)計(jì)規(guī)則完成了芯片主要模塊的版圖繪制，編寫了DRC、LVS文件并驗(yàn)證了版圖的正確性。所設(shè)計(jì)的基于BICMOS工藝的DC-DC電源管理芯片的均流控制電路達(dá)到了預(yù)期的要求。
上傳時(shí)間： 2013-06-06
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多電平逆變器中每個(gè)功率器件承受的電壓相對(duì)較低，因此可以用低耐壓功率器件實(shí)現(xiàn)高壓大容量逆變器，且采用多電平變換技術(shù)可以顯著提高逆變器輸出電壓的質(zhì)量指標(biāo)。因此，隨著功率器件的不斷發(fā)展，采用多電平變換技術(shù)將成為實(shí)現(xiàn)高壓大容量逆變器的重要途徑和方法。本文選取其中一種極具優(yōu)勢(shì)的多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一級(jí)聯(lián)多電平變頻器作為研究對(duì)象，完成了其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制策略及測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 @@ 首先，對(duì)多電平變頻器的研究意義，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，比較了三種成熟拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，得出了級(jí)聯(lián)型多電平變頻器的優(yōu)點(diǎn)，從而將其作為研究對(duì)象。對(duì)比分析了四種調(diào)制策略，確定載波移相二重化的調(diào)制方法和恒壓頻比的控制策略，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析和理論仿真，得出了選擇的正確性及可行性。并指出了級(jí)聯(lián)單元個(gè)數(shù)與載波移相角的關(guān)系和調(diào)制比對(duì)輸出電壓的影響；完成了級(jí)聯(lián)變頻器數(shù)學(xué)模型的建立和死區(qū)效應(yīng)的分析。 @@ 其次，完成了相關(guān)硬件的設(shè)計(jì)，包括DSP、CPLD、IPM的選型，系統(tǒng)電源的設(shè)計(jì)、檢測(cè)(轉(zhuǎn)速、電流、電壓、故障)電路的設(shè)計(jì)、通信電路的設(shè)計(jì)等。用Labwindows/CVI實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)界面的編寫，實(shí)現(xiàn)了開關(guān)機(jī)、設(shè)定轉(zhuǎn)速、通信配置、電壓電流轉(zhuǎn)速檢測(cè)、電流軟件濾波、諧波分析。編寫了下位機(jī)DSP的串口通信、AD轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)速檢測(cè)(QEP)以及部分控制程序。 @@ 最后，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上完成硬件和軟件的調(diào)試，成功的實(shí)現(xiàn)了變頻器載波移相SPWM的多電平輸出，并驅(qū)動(dòng)異步電機(jī)進(jìn)行了空載變頻試驗(yàn)，測(cè)控界面能準(zhǔn)確的與下位機(jī)進(jìn)行通信，快捷的給定各種控制命令，并能實(shí)時(shí)的顯示變頻器的輸出頻率、輸出電壓和輸出電流，為實(shí)驗(yàn)調(diào)試增加了方便性，提高了工作效率。 @@關(guān)鍵詞：級(jí)聯(lián)多電平逆變器；載波移相；IPM；DSP；Labwindows/CVI；測(cè)控界面
標(biāo)簽： 級(jí)聯(lián) 電平變頻器 測(cè)控系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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世界能源危機(jī)和環(huán)境惡化促使開發(fā)利用可再生能源和各種綠色能源以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展成為人類當(dāng)前的首要任務(wù)。而隨著太陽(yáng)能電池和電力電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，光伏發(fā)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)不僅是當(dāng)今能源的一個(gè)重要補(bǔ)充，更具備成為未來(lái)主要能源的潛力。當(dāng)前，光伏發(fā)電不斷向低成本、高效率和高功率密度方向發(fā)展，太陽(yáng)能光伏利用的主要形式將是并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。 @@ 本文主要工作是研究一種光伏發(fā)電并網(wǎng)/獨(dú)立雙模式逆變器的控制策略，這種逆變器不僅可靠性好，而且能提高可再生能源利用率。文章對(duì)光伏發(fā)電應(yīng)用形式和并網(wǎng)逆變器的分類進(jìn)行了闡述，綜合考慮可靠性、工作效率和成本，選擇兩級(jí)全橋結(jié)構(gòu)逆變器作為研究對(duì)象，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多應(yīng)用于小型并網(wǎng)逆變器。 @@ 通過(guò)分析比較各種電流控制方式，選擇單極性SPWM控制方式來(lái)產(chǎn)生本文逆變器控制信號(hào)。根據(jù)系統(tǒng)具體情況，在不同的運(yùn)行模式下應(yīng)用不同的控制策略。并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，電網(wǎng)決定逆變器的輸出電壓，逆變器看作電流源，采用電流雙閉環(huán)控制輸出電流；獨(dú)立運(yùn)行時(shí)，逆變器采用電流電壓閉環(huán)控制輸出電壓。并利用MATLAB Simulink對(duì)兩種模式下工作的單相和三相逆變器進(jìn)行仿真。依據(jù)瞬時(shí)無(wú)功理論，提出一種應(yīng)用在三相電路的軟件鎖相環(huán)，仿真結(jié)果顯示該鎖相環(huán)鎖相效果良好。 @@ 雙模式逆變器在兩種模式間切換的時(shí)候，容易對(duì)負(fù)載、電網(wǎng)和電源本身造成沖擊和干擾，需要采取有效的切換控制方法來(lái)減少這種影響。本文詳細(xì)分析了獨(dú)立模式和并網(wǎng)模式之間切換過(guò)程，并對(duì)不同的切換順序進(jìn)行比較，并給出一種兩種模式間無(wú)縫切換的控制方法。利用MATLAB Simulink對(duì)單相和三相逆變器兩種模式間切換過(guò)程進(jìn)行建模仿真，結(jié)果證明了這種模式切換方法的可行性。 @@ 介紹了以DSP（TMS320F2812）為核心的控制電路，并對(duì)部分硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，給出了部分軟件流程圖。 @@關(guān)鍵字：光伏發(fā)電系統(tǒng)；逆變器；并網(wǎng)運(yùn)行；獨(dú)立運(yùn)行；無(wú)縫切換
標(biāo)簽： 太陽(yáng)能光伏發(fā)電 雙模式 逆變器
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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作為新一代直流輸電技術(shù)，基于電壓源換流器的高壓直流輸電憑借其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)取得了飛速的發(fā)展，并已在新能源發(fā)電系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、電網(wǎng)非同步互聯(lián)、無(wú)源系統(tǒng)供電、無(wú)功補(bǔ)償?shù)葓?chǎng)合得到實(shí)際工程應(yīng)用。在我國(guó)，VSC-HVDC的研究尚處于起步階段。本論文著重開展了VSC-HVDC技術(shù)的數(shù)學(xué)建模和控制策略的研究。論文的主要工作和取得的創(chuàng)新性成果如下： 1．建立了系統(tǒng)標(biāo)么值模型，分析了VSC-HVDC的運(yùn)行原理和穩(wěn)態(tài)功率特性。明確了系統(tǒng)主電路參數(shù)對(duì)運(yùn)行特性的影響，在此基礎(chǔ)上提出了一種功率定義下的換流電抗、直流電壓和直流電容以及頻域下的交流濾波器參數(shù)設(shè)計(jì)方法。 2．設(shè)計(jì)了一種基于無(wú)差拍控制的VSC-HVDC直接電流離散控制器。針對(duì)控制系統(tǒng)存在的VSC電壓輸出能力限制、PI控制器積分飽和現(xiàn)象和離散采樣時(shí)間延遲問(wèn)題，提出了相應(yīng)的解決方法，推導(dǎo)了其電流內(nèi)環(huán)控制器與功率外環(huán)離散控制器的設(shè)計(jì)原則。 3．推導(dǎo)了換流站網(wǎng)側(cè)與VSC交流側(cè)功率節(jié)點(diǎn)以及換流電抗與損耗電阻上的瞬時(shí)功率方程，在此基礎(chǔ)上提出了一種換流站網(wǎng)側(cè)功率節(jié)點(diǎn)控制并補(bǔ)償換流電抗與損耗電阻消耗二倍頻功率的不平衡控制策略，設(shè)計(jì)了該控制策略下的雙序矢量控制器模型。同時(shí)針對(duì)傳統(tǒng)dq軟件鎖相環(huán)在電壓不平衡時(shí)鎖相速度慢的缺點(diǎn)，提出了一種基于前置相序分解的頻率自適應(yīng)dq鎖相環(huán)，提高了不平衡控制算法的動(dòng)態(tài)性能與穩(wěn)態(tài)特性。 4．對(duì)VSC閥在交流電網(wǎng)低電壓故障下的過(guò)流現(xiàn)象進(jìn)行分析并提出了一種考慮正負(fù)序分量影響的指令電流限制器，保證了故障限流效果。分析比較了VSC閥電流裕度穿越法和指令電流限制器穿越法的特性，在此基礎(chǔ)上提出一種結(jié)合正負(fù)序指令電流限制器與控制模式切換的交流電網(wǎng)低電壓穿越控制方法，從而解決交流電網(wǎng)低電壓故障時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定與VSC過(guò)流問(wèn)題。 5．在分析現(xiàn)有VSC-HVDC拓?fù)涞幕A(chǔ)上，從降低電力電子器件直接串聯(lián)數(shù)目、器件開關(guān)頻率和簡(jiǎn)化主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)三個(gè)方面出發(fā)，將傳統(tǒng)直流輸電中常用的變壓器隔離式多模塊結(jié)構(gòu)引入VSC-HVDC系統(tǒng)，并針對(duì)該模塊級(jí)聯(lián)式拓?fù)涮岢鲆环N系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制與模塊獨(dú)立運(yùn)行相結(jié)合的新型控制策略。針對(duì)該拓?fù)湎滤投苏敬嬖诘母髂K直流側(cè)電容電壓均衡問(wèn)題，提出了一種基于有功分量調(diào)節(jié)的直流側(cè)電壓控制方法。
上傳時(shí)間： 2013-06-03
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變頻器在各行各業(yè)中的各種設(shè)備上迅速普及應(yīng)用，已成為當(dāng)今節(jié)電、改造傳統(tǒng)工業(yè)、改善工藝流程、提高生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化水平、提高產(chǎn)品質(zhì)量以及推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的主要手段之一，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和生活中普遍需要的新技術(shù)。但是現(xiàn)有變頻器的調(diào)制算法尚存在一些缺點(diǎn)，如開關(guān)損耗大和共模電流大等，因此有必要研究和設(shè)計(jì)高性能調(diào)制算法的變頻控制器。鑒于此，開展了以下工業(yè)變頻器高性能調(diào)制算法為對(duì)象的研究?jī)?nèi)容： 在闡述了工業(yè)變頻器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、調(diào)制算法、調(diào)速算法的基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)學(xué)模型，分析了共模電壓產(chǎn)生的原理、共模電流其影響和危害，給出了共模電壓和共模電流的關(guān)系。總結(jié)其他的抑制共模電壓的方案基礎(chǔ)上，提出一種新的共模電壓抑制SVPWM；還闡述了死區(qū)產(chǎn)生的原因及其影響，以及死區(qū)補(bǔ)償?shù)脑聿⑸鲜鰞蓚€(gè)調(diào)制算法利用MATLAB/SIMULINK軟件對(duì)該系統(tǒng)給予了全面的仿真分析。 變頻器硬件部分設(shè)計(jì)包括整流濾波電路、逆變器功率電路、上電保護(hù)電路、DSP控制系統(tǒng)及其外圍電路、IGBT驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路以及反激式開關(guān)電源，對(duì)于傳感器檢測(cè)濾波電路的具體電路參數(shù)設(shè)計(jì)，是在PSPICE上仿真基礎(chǔ)上得出。并在考慮成本、EMC、效率等因素后考慮完成了所有硬件相關(guān)的原理圖繪制和PCB繪制； 變頻器軟件部分設(shè)計(jì)包括主程序、鍵盤掃描程序、系統(tǒng)狀態(tài)處理程序、PWM發(fā)送中斷程序、電機(jī)啟動(dòng)函數(shù)、電壓調(diào)整程序、AD采樣中斷程序以及故障保護(hù)中斷程序。在實(shí)現(xiàn)一般SVPWM的基礎(chǔ)上，根據(jù)之前理論和仿真得到的共模電壓抑制SVPWM、以及死區(qū)補(bǔ)償算法，將這兩個(gè)對(duì)SVPWM進(jìn)行改進(jìn)的調(diào)制算法在硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。 在硬件電路完成設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，逐漸編制相應(yīng)的控制程序，并進(jìn)行調(diào)試，并完成整個(gè)程序的編制和調(diào)試。此外，還調(diào)試了系統(tǒng)所需的反激式開關(guān)電源。整個(gè)系統(tǒng)調(diào)試中遇到了很多問(wèn)題，如鍵盤消除抖動(dòng)問(wèn)題、共模電壓抑制SVPWM出現(xiàn)的直通現(xiàn)象等。最終完成了工業(yè)變頻器樣機(jī)，并且采用的是文章中研究的調(diào)制算法，效果良好，達(dá)到設(shè)計(jì)的目的； 提出了一種將有源功率因數(shù)校正(PFC)技術(shù)引用到串級(jí)調(diào)速中來(lái)提高定子側(cè)功率因數(shù)的新方法。通過(guò)建立電動(dòng)機(jī)折算到轉(zhuǎn)子側(cè)的等值電路，重點(diǎn)分析了有源PFC技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)中的不控整流橋后，系統(tǒng)可以等效為轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速。得到了等效串電阻的計(jì)算公式和變化趨勢(shì)，對(duì)電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)、電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)也進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)能夠比傳統(tǒng)串級(jí)調(diào)速時(shí)有所提升。鑒于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)電勢(shì)頻率非常低，分析了有源PFC的具體實(shí)現(xiàn)的特殊考慮和參數(shù)選取方法，并基于對(duì)稱平衡的Scott變壓器和兩個(gè)單相有源PFC電路實(shí)現(xiàn)了繞線電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)的三相有源低頻PFC，得到超低紋波的直流輸出電壓。利用MATLAB建立了完整的仿真平臺(tái)，所得結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的正確性。
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