小功率變頻器SVPWM低速扭矩提升算法,挺好的一個東西
上傳時間: 2013-07-28
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本文研究的電磁阻尼器是一種特殊結構的空心杯發電機,它主要用于對能量的吸收和耗散,達到減振消能的目的,是具有很高單位耗能的能量吸收元件。電磁阻尼器的應用十分廣泛,已涉及航天、航空、電力等諸多領域,有著廣闊的市場前景。 采用電磁場分析軟件建立了電磁阻尼器的仿真模型,仿真分析了電磁阻尼器阻尼力矩與定子、轉子結構參數的關系。 介紹了常規空心杯電機與電磁阻尼器的結構、發展和應用,基于Ansoft公司的電磁場分析軟件Maxwell 2D學生版軟件建立了電磁阻尼器靜磁場的二維仿真模型,分別對不同充磁方向、極弧系數、磁極對數的氣隙磁密分布進行了靜態仿真分析,得出了相應結論。在此基礎上,運用Infolytica公司的電磁場分析軟件MagNet對電磁阻尼器的二維穩態磁場進行了仿真,研究了如下內容: (1)定子磁路結構中的磁鋼材料、磁鋼充磁方向、定子磁極對數的改變對力矩特性的影響; (2) 轉子結構參數中的轉子長度、轉子材料、轉子厚度、轉子平均直徑、轉子轉向的改變對力矩特性的影響。根據所得的阻尼力矩仿真數據,基于Excel軟件的曲線擬合和Matlab軟件對擬合曲線進行的數值分析,求得了力矩特性斜率與上述參數的關系式。此關系式為探索電磁阻尼器的工程設計方法提供了一定理論依據,具有重要的工程應用價值。 最后,將仿真計算得到的阻尼力矩值與實驗測得的阻尼力矩值進行了對比,分析了誤差產生的原因。
上傳時間: 2013-04-24
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自上世紀初以來,電力發電、輸配電系統都是三相系統。因此,大多數電機調速系統都是由三相電機與三相變頻器構成的。但是目前三相電機的地位已經受到一定的挑戰,一是在低壓大功率的傳動場合,二是在對系統可靠性要求很高的場合。而多相電機調速系統除了可以用低壓功率器件實現大功率等級外,具有多相冗余結構使調速系統的可靠性得以改善。因此,多相電機調速系統的研究受到日益廣泛的關注。 和常規的三相感應電機相比多相感應電機有著許多優點,例如多相感應電機在一相或多相定子繞組開路和短路時仍然可以起動或繼續運行,轉矩脈動小,轉子損耗小,運行性能好,可以在不提高相電壓的情況下增加電機的容量,比較適合應用于艦艇推進系統等方面。 本文在傳統的三相電機調速系統的基礎上,致力于研究多相電機調速系統,以多相感應電機為主要研究對象,進行了深入的研究,主要包括以下幾個方面: 1、對多相電機調速系統作了較為全面的綜述,介紹了多相電機調速系統的特點和國內外研究現狀。 2、研究了多相感應電機的基本結構。從電機的繞組連接方式入手,對多相感應電機進行了諧波分析,從理論上證明了多相電機相對于三相電機在減小諧波含量方面的優越性,同時探討了多相感應電機的數學模型。 3、在三相感應電機電磁設計程序的基礎上整理推導了多相感應電機的電磁設計程序,并用Visual C++編程語言開發了多相感應電機的電磁設計軟件。 4、對多相感應電機的電磁場進行了詳細的分析,運用電磁場有限元分析軟件Maxwell 2D對本論文中的樣機的瞬態磁場進行分析,分析結果同用VC所編寫的電磁設計程序的計算結果進行比較,驗證了所設計樣機數據的合理性。
上傳時間: 2013-07-30
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本論文主要針對燃料電池電動轎車FCEV(Fuel Cell Electrical Vehicle)用DC/DC變換器主電路拓撲結構及電磁干擾產生與抑制問題進行研究.針對燃料電池偏軟的輸出特性和電動汽車對DC/DC變換器的體積小、重量輕和效率高的要求,本論文分析比較了帶變壓器的隔離式直流變換器和非隔離式直流變換器的主要優點和缺點,指出隔離式變換電路不適合于FCEV用DC/DC變換器主電路,非隔離式降壓(Buck)電路是最佳的主電路方案.在此基礎上,分析了非隔離式降壓(Buck)電路的工作原理和特點,運用模擬仿真軟件PSPICE仿真分析了Buck主電路參數,并在分析比較了各種磁性材料特性的基礎上對電感器進行了優化設計.本論文深入討論了DC/DC變換器中構成電磁干擾的三個主要因素:電磁干擾源、傳播途徑和敏感設備.分析了DC/DC變換器主電路中存在的主要干擾源及干擾產生的機理以及干擾傳播途徑,在此基礎上,重點討論了抑制各種干擾的方法及措施(包括傳導干擾抑制與輻射干擾抑制等),并給出了具體方案.本論文還從電磁兼容(EMC)測試的目的、組成等方面出發,對整個EMC測試進行了詳細的分析,提出了基于汽車電子EMC測試標準的DC/DC變換器EMC測試大綱,并對其中的試驗項目、試驗儀器、試驗場地、試驗設置、所應達到的等級進行了詳細的分析和介紹.
上傳時間: 2013-08-03
上傳用戶:20160811
交流電機,特別是異步籠型電機,因具有結構簡單,堅固耐用,價格便宜等特點而得到廣泛應用。經過一個多世紀的發展,其調速方法同趨成熟,而交流調速的最理想方法還是變頻調速。隨著工業需求的快速增長,高壓大功率成為發展的必然趨勢,但是在中高壓大功率調速領域,大都采用電動機定速運行。 直到20世界末采用全控型電力電子器件的高壓大功率交流變頻調速產品誕生,大功率傳動領域巨大節能需求得到釋放。多電平功率變換技術可以使耐壓值較低的全控型電力電子器件可靠應用于高壓大功率領域,并有效減少PWM控制產生的高次諧波。當前,級聯式多電平功率變換電路在高壓電機調速和電力系統無功補償領域已獲得實際應用。 本課題以10kV,250kW高壓變頻器為背景,主要研究級聯式多電平高壓變頻器在異步電機控制領域的應用。在對高壓變頻器工作原理與結構設計研究的同時,對主電路進行諧波改善分析。高壓變頻器很難做成通用變頻器,所以最好設計與之相適應的高壓變頻電機。通過對這種新型電機設計的研究,更好地發揮了變頻調速技術的優勢。在本課題中,還采用了MATLAB7.0/Simulink6.0仿真軟件,對功率單元移相多重化進行了仿真,為進一步的研究做準備。 依照本課題的研究,最終目的是為高壓變頻器在異步電機控制領域的應用作結構優化,器件搭配的指導,并在運行過程中通過調試和仿真提供不斷改善的最佳方案。
上傳時間: 2013-05-17
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近年來,多電平逆變器在高壓大容量電能變換中得到廣泛應用,而其控制策略和電路拓撲等已成為了研究熱點。相對傳統的兩電平逆變器,它具有效率高動態性能好,對電動機產生的諧波少,適合高壓大容量等優點。但隨著電平數的增加,基本控制算法越來越復雜,同時還存在中點電壓不平衡等問題。將DSP數字控制技術應用于多電平逆變器不僅簡化了系統的硬件控制電路,提高了系統性能,還可以實現系統的優化控制。 本文以二極管箝位式三電平逆變器為研究對象,首先介紹了三電平逆變器的拓撲結構和工作原理,對三電平逆變器的電路方程進行了深入的分析,在開關函數的基礎上建立了三電平逆變器的數學模型。在此基礎上,對空間電壓矢量脈寬調制(SVPWM)算法進行了改進,并詳細推導了該調制算法的計算公式,結合中點電位控制來確定開關矢量的作用順序,使仿真和實現都比較容易。然后重點分析了三電平逆變器直流側電容電壓不平衡問題產生的原因,提出了一種能控制逆變器直流側電容中點電位平衡的電壓空間矢量脈寬調制方法。最后采用MATLAB仿真軟件對所推導的三電平逆變器SVPWM調制算法和中點電位平衡控制方法進行了仿真分析,證明了該調制算法的正確性和可行性。
上傳時間: 2013-05-20
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雙向DC/DC變換器(Bi-directionalDC/DCconverters)是能夠根據需要調節能量雙向傳輸的直流/直流變換器。隨著科技的發展,雙向DC/DC變換器的應用需求越來越多,正逐步應用到無軌電車、地鐵、列車、電動車等直流電機驅動系統,直流不間斷電源系統,航天電源等場合。一方面,雙向DC/DC變換器為這些系統提供能量,另一方面,又使可回收能量反向給供電端充電,從而節約能量。 大多數雙向DC/DC變換器采用復雜的輔助網絡來實現軟開關技術,本文所研究的Buck/Boost雙向的DC/DC變換器從拓撲上解決器件軟開關的問題;由于Buck/Boost雙向DC/DC變換器的電流紋波較大,這會帶來嚴重的電磁干擾,本文結合Buck/Boost雙向DC/DC變換器拓撲與磁耦合技術使電感電流紋波減小;由于在同一頻率下不同負載時電流紋波不同,本文在控制時根據負載改變PWM頻率,從而使輕載時的電流紋波均較小。 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,通過對DSP寄存器的配置可以實現Buck/Boost雙向DC/DC變換器的控制PWM;DSP具有多路高速的A/D轉換接口,并可以通過配合PWM完成對反饋采樣,具備一定的濾波功能。 本文所研究的數字雙向DC/DC變換器實現了在Buck模式下功率MOSFET的零電壓開通及零電壓關斷,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PWM頻率的提升也使得電流紋波變小。
上傳時間: 2013-06-08
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空調壓縮機是空調器的核心部件。傳統定速空調器中壓縮機多采用單相異步電動機,對電機采用簡單的開關式控制,電能損耗、室溫波動及噪音都很大,壓縮機容易受沖擊損壞。隨著人們生活水平的提高及能源短缺問題的出現,將變頻調速技術應用于空調器中,將變頻壓縮機取代傳統定頻定速壓縮機,對其進行變頻調速將使壓縮機減少開停次數,降低室溫波動,提高舒適度,獲得了更好的空氣調節效果和實現節能降耗的要求。 空調系統是一個典型的多輸入多輸出、具有大滯后特性的菲線性系統。要對空調壓縮機進行變頻調速,需要根據房間溫度的變化得出壓縮機的頻率值。由于空調系統精確的數學模型難以取得,且時間常數較大,傳統的PID調整不僅費時費力,性能指標也不能令人滿意。因此,將模糊控制技術引入空調壓縮機的變頻調速控制,建立模糊控制器,以房間溫度的變化和變化率為輸入,壓縮機的頻率為輸出。對于提高空調系統的控制精度、穩定性和可靠性,無論從學術研究角度出發,還是在工程應用方面,都具有相當的現實意義。 本文分別從三相異步電動機的變頻調速技術、變頻空調控制策略等方面進行了探討分析。首先將模糊控制技術應用到空調壓縮機變頻調速中,根據建立模糊控制規則的基本思想及實際運行經驗,通過模糊控制技術使空調壓縮機具有自調整的智能特性,從而得出最佳的動態控制參數,克服了PID控制器控制精度較低、消除穩態誤差能力差的缺點。 然后詳細闡述了SVPWM的基本原理,對空間矢量調制(SVPWM)方式及其實現方法進行了探討。在變頻壓縮機的控制中采用先進的SVPWM調制技術,壓縮機能根據室內需要的冷(熱)量不同,連續地、動態地、實時地調整其制冷(熱)量,始終保持在較合理的運轉狀態下。能夠進一步提高電壓的利用率和頻率分辨率,并使壓縮機運行更加平穩,提高空調的效率,達到節能降耗的效果。
上傳時間: 2013-04-24
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逆變器廣泛應用于工業生產的各個方面,數字控制具有方便實現復雜算法、抗干擾性強和產品容易升級等優點,已成為未來逆變器的發展趨勢。使用數字技術控制設計逆變器,控制器的性能決定了逆變系統系統的性能。然而在很多高頻應用的場合,目前常用的控制器的速度往往不能完全達到要求。與傳統單片機和DSP芯片相比,FPGA器件具有更高的處理速度。同時FPGA應用在數字化逆變器設計中,還可以大大簡化控制系統結構,并可實現多種高速算法,具有較高的性價比。在逆變器的全數字化控制領域,FPGA具有很好的應用價值。 論文首先介紹了SPWM基本原理及其控制方式,SPWM的生成方法,并結合本課題給出了查表法生成SPWM波的一般方法,且以單相全橋逆變器為例進行了仿真。分析其的電路特點,建立PWM逆變器的統一電路模型、連續狀態空間以及離散狀態空間模型,在此數學模型基礎上,針對逆變器研究分析了目前用于逆變器設計的各種數字控制技術、控制方案,討論了其控制方法的優缺點,相關控制器設計的一般問題,最后比較了其優缺點,指出其存在的共性問題,總結了使用FPGA設計逆變器數字控制器的優勢。然后以單相電壓型PWM逆變器為控制模型采用新型模數結合現場可編程門陣列FPGA實現數字化控制器的方案,給出了純正正弦波逆變器的設計方案。 論文詳細論述了采用模數混合型FPGA作為主控芯片的高頻逆變器設計方法與實現過程。系統主控芯片采用Fusion系列AFS600,世界上首個模數混合型FPGA。主要設計要點包括:逆變器硬件電路設計以及SPWM數字控制系統軟件設計。外圍強電電路的設計的難點在于用于前端升壓的高頻變壓器的設計以及輸出端LC濾波電感與電容的選取。另外,SPWM“H”字全橋逆變電路中的高懸浮電壓也是設計中需要值得注意的重要環節。在控制系統軟件設計方面,采用FPGA自上而下的設計方法,對其控制系統進行了功能劃分,完成了SPWM產生器以及加入死區補償的PWM發生器、和反饋等模塊的設計。 論文的結束部分給出了設計結果,并指出了進一步的工作的思路和方向。
上傳時間: 2013-05-19
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隨著電力電子技術的發展,高壓換流設備在工業應用中日益廣泛。其核心元件晶閘管(SCR)的電壓與電流越來越高(已達到10KV/10KA以上),應用場合要求也越來越高。在國際上,晶閘管的光控技術發展日益成熟。根據對國內晶閘管技術發展前景和需求的展望,本文采用自供電驅動技術與光控技術相結合,研發光控自供電晶閘管驅動控制板,然后與晶閘管本體相結合即形成光控晶閘管工程化實現模型,其可作為光控晶閘管的替代技術。 在工程應用中,光控晶閘管的典型應用場合為四象限高壓變頻器和國家大型直流輸變電系統等。隨著國家節能工程的實施,高壓變頻器的應用范圍越來越廣泛,已成為工業節能中的重要環節。高壓直流換流系統難度大,技術復雜,要求高,本論文研究的光控晶閘管替代技術只作為其儲備技術之一。本論文以電流源型高壓變頻器作為該光控晶閘管替代技術的應用背景重點闡述。 電流源型高壓變頻器為了提高單機容量,通常是數個SCR串聯使用。隨著系統容量越來越大,裝置對高壓開關器件的要求也越來越高。如果一組串聯SCR中某一個SCR該導通時沒有導通,那么加在該組SCR上的電壓都將加到該SCR上形成過電壓,造成該器件的擊穿損壞,甚至于一組串聯SCR都被燒壞。為了克服上述問題,保證高壓變頻器中串聯晶閘管能夠安全可靠的工作,提高系統可靠性,有必要為晶閘管配備后備驅動系統。本文提出了給SCR驅動電路增設自供電驅動系統——SPDS (Self—Powered Drive System)的解決辦法。SPDS基本功能是通過高位取能電路利用RC緩沖電路中的能量為監測電路和后備觸發電路提供正常工作所需要的能量。它的優點是由于緩沖電路與晶閘管同電位,自供電驅動系統要求的電壓隔離水平可以從幾千伏降低到幾百伏,節省了高壓隔離變壓器,節省了成本和體積,提高了系統可靠性。國外對相關內容已經有了深入研究,并將其應用在高壓變頻器產品中。在國內,目前還沒有查到相關文獻。本文為基于晶閘管的電流源型高壓變頻器設計了一種高壓晶閘管自供電驅動系統,填補了國內空白,為自供電驅動系統的推廣應用和其他高壓開關器件自供電驅動系統的研制提供了參考。 本文詳細介紹了串聯高壓晶閘管驅動系統的要求和RC緩沖電路的工作特 點,進而提出了SPDS的工作原理和具體實現方式,闡述了SPDS各部分組成及其功能。SPDS的核心技術是取能回路和觸發方式的設計。本文在比較各種高壓取能方式和觸發方式優缺點的基礎上,選擇采用RC緩沖取能方式和光纖觸發方式。 論文基于Multisim10仿真軟件,結合高壓晶閘管自供電驅動系統取能電路的原理,對高壓晶閘管自供電驅動系統的核心部分——SPDS取能電路進行了仿真。通過搭建帶SPDS取能電路的單相晶閘管仿真電路和電流源型高壓變頻器前側變流電路的仿真模型,詳細討論了影響RC取能回路正常工作的各種因素。同時,通過設定仿真電路的參數,分析了其工作狀況。根據得到的仿真波形圖,證明了高壓晶閘管自供電驅動系統可以達到有效觸發晶閘管導通的設計目標,具有可行性。 為考察SPDS的實際工作性能,本文搭建了簡易的SPDS低壓硬件實驗平臺,為其高壓條件下的工程化應用打好了基礎。 在論文的最后,對高壓晶閘管自供電驅動系統的發展方向進行了展望。 關鍵詞:高壓變頻器;晶閘管驅動;自供電系統;高壓換流;光控晶閘管
上傳時間: 2013-05-26
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