本文對燃料電池車用DC/DC變換器的基本原理以及控制策略進(jìn)行了較為詳盡的分析和討論,對基于ARM的DC/DC變換器控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)作了較為詳盡的論述,對控制系統(tǒng)的電磁兼容作了詳細(xì)的研究并給出了提高電磁兼容能力的措施。本文介紹了本課題研究的背景,燃料電池電動(dòng)汽車的特性和研究的目的與意義并分析了大功率DC/DC變換器主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理和電磁兼容環(huán)境。在此基礎(chǔ)上,從控制電路的最小系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、脈沖發(fā)生系統(tǒng)以及驅(qū)動(dòng)電路、CAN通訊電路等方面重點(diǎn)討論了DC/DC變換器控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)以及驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)。本文在DC/DC變換器電感電流連續(xù)狀態(tài)空間小信號數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,應(yīng)用MATLAB軟件對大功率DC/DC變換器單環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行了建模和仿真分析,給出了具有實(shí)際指導(dǎo)意義的結(jié)論,設(shè)計(jì)了基于ARM控制系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)并編寫了相應(yīng)的軟件代碼。此外,本文從硬件和軟件兩個(gè)方面重點(diǎn)討論了控制系統(tǒng)的電磁兼容以及抗干擾措施。在系統(tǒng)硬件和軟件基礎(chǔ)上進(jìn)行了功率試驗(yàn)并給出了試驗(yàn)結(jié)果以及今后改進(jìn)的方向。
上傳時(shí)間: 2013-05-28
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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)用前景也得到越來越深入地研究。人們對逆變電源的要求越來越高,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,得出了輸出阻抗對環(huán)流和功率影響的一般規(guī)律。針對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和母線信號綜合的脈寬調(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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多電平逆變器在大容量、高壓場合得到了廣泛的應(yīng)用。在多電平逆變器的多種控制策略中,空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)算法具有調(diào)制比大、能夠優(yōu)化輸出電壓波形、易于數(shù)字實(shí)現(xiàn)、母線電壓利用率高等優(yōu)點(diǎn),成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。 本文首先對電力電子技術(shù)的發(fā)展前景和多電平逆變器控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了綜述。在分析兩電平逆變器工作原理的基礎(chǔ)上對三電平逆變器進(jìn)行了研究,綜合比較了三電平逆變電路三種典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn);介紹了二極管箝位型三電平逆變器,分析了二極管箝位型三電平逆變器相對于傳統(tǒng)兩電平逆變器的優(yōu)點(diǎn),體現(xiàn)了課題研究的重要意義。其次,本文以中點(diǎn)箝位式三電平逆變器的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),著重分析了三電平空間電壓矢量調(diào)制基本原理,提出了一種將最近的三個(gè)矢量合成參考矢量的空間矢量脈寬調(diào)制算法,給出大扇區(qū)和小三角形區(qū)域判斷規(guī)則以及合成參考電壓矢量的相應(yīng)輸出作用順序,并優(yōu)化了開關(guān)矢量的作用順序,利于實(shí)現(xiàn)對中點(diǎn)電壓的控制,使算法易于實(shí)現(xiàn)。再次,論文分析了三電平逆變器直流側(cè)電容電壓不平衡產(chǎn)生的原因,分析了大、中、小矢量對中點(diǎn)電位的影響,提出了能夠影響中點(diǎn)電位波動(dòng)的關(guān)鍵矢量,并通過分配成對小矢量的作用時(shí)間實(shí)現(xiàn)了對中點(diǎn)電位的控制。最后,采用MATLAB軟件對所推導(dǎo)的三電平逆變器SVPWM調(diào)制算法進(jìn)行了仿真分析,結(jié)果證明了算法的可行性。
上傳時(shí)間: 2013-08-01
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近些年來,隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,電力電子系統(tǒng)集成受到越來越多的關(guān)注,其中標(biāo)準(zhǔn)化模塊的串并聯(lián)技術(shù)成為研究熱點(diǎn)之一。輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)型(Input-Parallel and Output-Series,IPOS)組合變換器適用于大功率高輸出電壓的場合。 要保證IPOS組合變換器正常工作,必須保證其各模塊的輸出電壓均衡。本文首先揭示了IPOS組合變換器中每個(gè)模塊輸入電流均分和輸出電壓均分之間的關(guān)系,在此基礎(chǔ)上提出一種輸出均壓控制方案,該方案對系統(tǒng)輸出電壓調(diào)節(jié)沒有影響。選擇移相控制全橋(Full-Bridge,F(xiàn)B)變換器作為基本模塊,對n個(gè)全橋模塊組成的IPOS組合變換器建立小信號數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)出采用輸出均壓控制方案的IPOS-FB系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,該模型證明各模塊輸出均壓閉環(huán)不影響系統(tǒng)輸出電壓閉環(huán)的調(diào)節(jié),給出了模塊輸出均壓閉環(huán)和系統(tǒng)輸出電壓閉環(huán)的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)計(jì)。對于IPOS組合變換器,采用交錯(cuò)控制,由于電流紋波抵消效應(yīng),輸入濾波電容容量可大大減??;由于電壓紋波抵消作用,在相同的系統(tǒng)輸出電壓紋波下,各模塊的輸出濾波電容可大大減小,由此可以提高變換器的功率密度。 根據(jù)所提出的輸出均壓控制策略,在實(shí)驗(yàn)室研制了一臺(tái)由兩個(gè)1kW全橋模塊組成的IPOS-FB原理樣機(jī),每個(gè)模塊輸入電壓為270V,輸出電壓為180V。并進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,結(jié)果均表明本控制方案是正確有效的。
標(biāo)簽: 輸入 并聯(lián) 串聯(lián)
上傳時(shí)間: 2013-06-17
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近年來隨著用電設(shè)備對供電電源的性能和可靠性要求越來越高,不間斷供電系統(tǒng)(UPS)得到了廣泛應(yīng)用。UPS模塊化并聯(lián)可實(shí)現(xiàn)大容量供電和冗余供電,是提高UPS容量和可靠性的一條重要途徑,因而被公認(rèn)為當(dāng)今逆變技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。 本文主要致力于無輸出隔離變壓器的逆變器并聯(lián)系統(tǒng)環(huán)流特性及其并聯(lián)控制實(shí)現(xiàn)的研究。首先探討了基于電壓電流雙閉環(huán)控制的逆變器控制設(shè)計(jì)方法,在確定雙閉環(huán)控制逆變器閉環(huán)傳遞函數(shù)并了解其等效輸出阻抗特性的基礎(chǔ)上,建立了基于等效輸出阻抗的并聯(lián)系統(tǒng)模型分析其環(huán)流特性,并提出了一種新的基于有功功率和無功功率的逆變器并聯(lián)控制方案,包括:基準(zhǔn)電壓相位和幅值的調(diào)整,PI控制參數(shù)設(shè)計(jì),有功和無功功率計(jì)算,逆變輸出電壓同步鎖相等。此外本文還特別討論了雙閉環(huán)控制逆變器輸出電壓直流分量產(chǎn)生原因,提出了逆變器輸出電壓直流分量檢測與高精度數(shù)字調(diào)節(jié)方法,研究了雙閉環(huán)控制逆變器并聯(lián)系統(tǒng)直流環(huán)流產(chǎn)生原因及其檢測與抑制方法。最后通過實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)波形驗(yàn)證本文所介紹的逆變器并聯(lián)控制方案的可行性。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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本書是作者多年來從事通用變頻器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與維護(hù)的教學(xué)和科研工 作的總結(jié)。它介紹了交流調(diào)速自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí), 著重講述了通 用變頻器的工作原理及控制系統(tǒng)的構(gòu)造方法; 從實(shí)際工程出發(fā), 既介紹了單 機(jī)控制系統(tǒng)的組成, 又介紹了多機(jī)同步傳動(dòng)變頻器網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的組成知 識(shí); 針對不同的生產(chǎn)工藝要求, 對通用變頻器的應(yīng)用方法、注意事項(xiàng)和維修 方法, 通過應(yīng)用實(shí)例都做了詳細(xì)介紹。
標(biāo)簽: 通用變頻器 調(diào)速控制
上傳時(shí)間: 2013-08-05
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本文對燃料電池車用DC/DC變換器的基本原理以及控制策略進(jìn)行了較為詳盡的分析和討論,對基于ARM的DC/DC變換器控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)作了較為詳盡的論述,對控制系統(tǒng)的電磁兼容作了詳細(xì)的研究并給出了提高電磁兼容能力的措施。本文介紹了本課題研究的背景,燃料電池電動(dòng)汽車的特性和研究的目的與意義并分析了大功率DC/DC變換器主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理和電磁兼容環(huán)境。在此基礎(chǔ)上,從控制電路的最小系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、脈沖發(fā)生系統(tǒng)以及驅(qū)動(dòng)電路、CAN通訊電路等方面重點(diǎn)討論了DC/DC變換器控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)以及驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)。本文在DC/DC變換器電感電流連續(xù)狀態(tài)空間小信號數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,應(yīng)用MATLAB軟件對大功率DC/DC變換器單環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行了建模和仿真分析,給出了具有實(shí)際指導(dǎo)意義的結(jié)論,設(shè)計(jì)了基于ARM控制系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)并編寫了相應(yīng)的軟件代碼。此外,本文從硬件和軟件兩個(gè)方面重點(diǎn)討論了控制系統(tǒng)的電磁兼容以及抗干擾措施。在系統(tǒng)硬件和軟件基礎(chǔ)上進(jìn)行了功率試驗(yàn)并給出了試驗(yàn)結(jié)果以及今后改進(jìn)的方向。
上傳時(shí)間: 2013-07-12
上傳用戶:wao1005
隨著新能源技術(shù)的快速發(fā)展,光伏并網(wǎng)發(fā)電以其獨(dú)特的優(yōu)越性成為太陽能開發(fā)利用的主流發(fā)展趨勢。采用由直流電壓外環(huán)和有功、無功電流內(nèi)環(huán)組成的雙閉環(huán)控制的方法,并對SPWM和SVPWM兩種脈寬調(diào)制方式下的系統(tǒng)工作性能進(jìn)行對比分析。依據(jù)所提的控制策略,研制一臺(tái)17 kW的光伏逆變器樣機(jī)。由得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見,所提控制方案能夠有效控制逆變器輸出電流波形。
標(biāo)簽: 17 kW 光伏并網(wǎng) 逆變器控制
上傳時(shí)間: 2013-11-17
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微網(wǎng)中分布式電源逆變器控制策略及實(shí)例分析
上傳時(shí)間: 2013-10-26
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本文以高頻鏈逆變器為被控對象,在推導(dǎo)出被控對象的動(dòng)態(tài)模型后,提出一種新型控制方案:即內(nèi)環(huán)電流環(huán)采用混合型PI--模糊控制策略,外環(huán)電壓環(huán)采用PI控制策略的瞬時(shí)值雙閉環(huán)控制方案。
上傳時(shí)間: 2014-08-18
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