由于世界能源危机的日益严重和全球环境的不断恶化,大规模开发清洁可再生能源成为当前能源战略的主要方向。太阳能作为当前世界上最清洁、最现实、最有大规模开发利用前景的可再生能源之一,得到了各界的广泛关注。在太阳能的利用中,光伏发电并网又是其主要发展方向之一。 由于光伏产业界目前还没有统一的标准,又因为功率等级及应用场合的不同,使各种拓扑结构的光伏并网变流器都得以尝试使用。本文就是在此背景下,对当前使用的各类光伏并网变流器的拓扑结构和控制方法进行比较,并结合光伏并网系统实际应用中暴露的主要缺陷,从适应光伏阵列输出特性和提高系统整体的可靠性两方面入手,提出Z-source变换器结合PWM整流器的拓扑结构。 文章首先介绍了光伏并网系统中并网变流器的三种隔离回路方式,及应用于小功率和中大功率场合的不同主电路拓扑结构及控制策略,比较其优缺点,提出了Z-source变换器结合PWM整流组成的光伏发电系统。这种拓扑结构可以减小系统中电解电容的体积容量,并解决由太阳能电池板输出电压大范围变化所带来一系列问题,同时可以在一定程度上改善系统的可靠性问题。其次,文中分析介绍了Z-source变换器的工作原理,对比了三种升压控制的实现方式和性能差异,并简述了逆变器的三种SPWM电流控制策略及其优缺点。最后,结合整体系统需要,将Z-source变换器的升压控制与PWM整流器的并网控制融合,提出完成逆变并网功能和最大功率点跟踪的控制思想。 根据上述分析和研究,选定整体光伏系统的硬件结构和控制方案。详细阐述了系统硬件部分的设计计算,提供了系统主电路结构、参数计算、元件选型和控制电路的设计的详细说明,并完成了主电路硬件的制作。根据空间状态方程法对光伏发电系统进行仿真建模,仿真模型包括主电路拓扑及各控制子模块,文中简要说明各控制模块的功能,给出仿真结果并进行分析。验证该系统可以较好的实现本文提出的控制方案所应完成的各项功能,系统工作稳定可靠,性能良好。
上传时间: 2013-07-12
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直接转矩控制技术在电力机车牵引、汽车工业以及家用电器等工业控制领域得到了广泛的应用。在运动控制系统中,直接转矩控制作为一种新型的交流调速技术,其控制思想新颖、控制结构简单、控制手段直接、转矩响应迅速,正在运动控制领域中发挥着巨大的作用。虽然直接转矩控制的优势是矢量控制所不能实现的,但是直接转矩控制依然存在一系列不能忽视的问题。直接转矩控制采用两点式转矩和磁链滞环控制器,使转矩和磁链被控制在给定值的一定范围以内,这种控制方法不可避免地带来电机输出转矩脉动过大和逆变器开关频率不恒定等问题。直接转矩控制采用定子磁链定向,只用便于测量的定子电阻来估计定子磁链,这样在低速运行时会带来磁链估计的误差。虽然在全速范围内估计定子磁链运用低速时采用的电流-转速模型和高速时采用的电压-电流模型的合成模型,即电压-转速模型,然而两种模型的平滑切换又是一个新的问题。直接转矩控制在基频以下调速的理论和应用已经实现,在基频以上的弱磁调速范围内的理论和应用还需要进一步的研究。 为了解决这些问题,本文针对异步电动机在两相静止坐标系下的数学模型,对传统直接转矩控制系统和两种改进的直接转矩控制系统进行了研究。在传统直接转矩控制系统中,详细讨论了定子磁链估计的三种基本模型,设计了定子磁链估计的加权模型,使电机在全速运行的范围内都能够得到准确的定子磁链。针对转矩脉动过大和逆变器开关频率不恒定的问题,本文设计了两种改进的直接转矩控制系统。在基于占空比控制的直接转矩控制系统中,通过对一个采样周期内非零电压矢量作用时间占采样周期的占空比的优化,解决了转矩脉动过大的问题;在一个采样周期内,从非零电压矢量到零电压矢量的转换只有一次,实现了开关频率的恒定。在基于滑模变结构的直接转矩控制系统中,本文设计了转矩和磁链滑模变结构控制器代替传统直接转矩控制系统中的转矩和磁链滞环控制器;运用空间矢量脉宽调制技术,实现了开关频率的恒定。本文把传统直接转矩控制系统和两种改进的直接转矩控制系统扩展到基频以上的弱磁范围内的异步电动机调速系统中,对其进行了相关研究。 为了验证上述各种控制系统的正确性和有效性,本文采用Matlab/Simulink仿真软件对其进行了仿真验证。针对传统直接转矩控制系统,对定子磁链估计的加权模型进行了仿真验证。仿真结果表明所设计的定子磁链的加权模型能够在电机运行的全速范围内准确地估计定子磁链。针对基于占空比控制的直接转矩控制系统和基于滑模变结构的直接转矩控制系统,本文分别对负载转矩有扰动和无扰动、给定转速为恒定值和不为恒定值四种情况进行了仿真验证,并分别和传统直接转矩控制系统的仿真结果进行了对比。仿真结果表明,两种改进的直接转矩控制系统均能有效的减小转矩脉动和转速的稳态误差。针对电机运行在基频以上的弱磁调速情形,本文运用三种不同的直接转矩控制方法分别进行了仿真验证。仿真结果表明,两种改进的直接转矩控制系统在弱磁调速范围内依然优于传统直接转矩控制系统,依然能够减小转矩脉动和转速的稳态误差。
上传时间: 2013-04-24
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环境的不断污染、石油能源的加剧消耗促使纯电动车成为了各国各汽车厂商争相研究的对象。而阀控免维护铅酸蓄电池(VRLA)凭着其低廉的价格优势占据了车用蓄电池的大部分市场份额。本文旨在开发一套完整的VRLA蓄电池管理系统,包括蓄电池状态检测、均衡充放电管理、温度管理、充放电管理等。 本文首先讨论了车用VRLA蓄电池的特性,包括其失效模式、改进方式以及各种充电方法对其物理上的影响。随后,针对VRLA车用蓄电池,本文着重讨论了电动汽车蓄电池的智能管理系统,第三章到第四章详细介绍了装载车内的管理系统(检测系统、均衡系统);第五章着重讨论了置于车外的充放电管理系统的设计和实现。 状态检测系统系统主要包括电池状态采集系统以及剩余容量SoC、健康状态SoH测量系统。本文针对电动汽车这个特殊应用场合,提出了一种新的同时基于AH定律、Peukert方程、温度修正、SoH以及开路电压的的容量预测方法。 均衡充电系统的目的是保持串联电池组单体电池容量的均衡。均衡管理系统主要包括控制器、开关组件以及辅助均衡充电器三个部分。 主充电系统采用的是正负脉冲的充电方式,本系统通过一个全桥双向DC/DC变流器来实现。主充电器的功率等级为20kW,在本课题组中,这个功率等级较之以往有较大的突破。
上传时间: 2013-04-24
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本文主要研究变速风力发电系统最大功率点的跟踪问题,以使风力机在处于额定风速以下时能够实现最大风能捕获。风力发电系统所采用的功率变流器和最大功率点的跟踪控制策略提供了基本的研究平台,以完成本课题的研究。 为了将风能输送给电网,变速风力机要有变流器将发电机发出的电压和频率都不断改变的电能转换成恒频恒压的电能,再传输给电网。本文采用了变速风力机,永磁发电机,三相AC-DC-DC-AC变流器,变压器等构建了变速风力发电系统。AC-DC-DC-AC变流器用于将永磁发电机发出的电压和频率都不断改变的电能传输给电网。鉴于DC-DC直流环节在能量传输中的重要性,本文专门研究了单重Sepic变换器和双重Sepic变换器在变速风力发电系统中所起的作用。 一个先进的变速风力发电系统的最大功率点跟踪控制策略要对所控制的风力机起到良好的控制效果,不仅与风电系统所采用的变流器的拓扑结构有关,也与自身的控制方式有关。本文在对常用的几种最大功率点的跟踪控制策略分析研究的基础上提出了以风力机的输出功率和系统储能的变化率以及风力机转速等相关数据来确定风力机的实际工作点的最大功率点跟踪控制策略,该策略的实施不依赖于风力机自身的特性,不需要测量风速等。 由于对变速风力机的建模和仿真是理解和验证风力发电系统特性和最大功率点跟踪控制策略的可行性的重要手段。因此本文在Matlab软件的Simulink环境下对所研究的变速风力发电系统作了建模和仿真。仿真结果充分证明了本文所提出的变速风力发电系统最大功率点跟踪控制策略的正确性和可行性。
上传时间: 2013-04-24
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有源分立器件的封装密度越来越高,功能部分占总体积比例接近1。•CSP, DirectFET, LFPack…–有源部分占整个变流器的体积比例越来越小。–单纯的有源部分进行封装对于提高
上传时间: 2013-06-10
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基于ADS软件,选取合适的静态直流工作点,采用负载牵引法得到LDMOS晶体管BLF7G22L130的输出和输入阻抗特性,并通过设计和优化得到最佳的共轭匹配网络,设计出高效率功率放大器。ADS设计仿真表明该功率放大器在中心频率2 160 MHz处的效率达到70%,稳定性好、增益平坦度小等优点。
上传时间: 2013-11-21
上传用户:王庆才
电流型PWM整流器因其良好的功率因数和直流电流源特性,可望在某些场合取代产生大量谐波的二极管或晶闸管相控整流装置,但是由于其本身的强耦合非线性特性,使得变流器常采用复杂的直接电流控制策略,从而使控制器的设计非常复杂。文中提出一种改进的基于d-q坐标系的间接电流控制方法,在电网电压平衡情况下,通过解耦控制,能获得线性的动态响应。
上传时间: 2014-12-24
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分析了将TSMC(双级矩阵变换器)作为直驱式永磁同步风力发电系的全功率变流器,并且分别对TSMC的整流级的PWM调制和逆变级空间矢量调制进行了推导和计算,简要分析了TSMC的换流方法。然后运用MATLAB对整流级和逆变级调制方法和对直驱式风力发电系统的要求进行仿真验证,仿真结果验证了本文的理论分析和调制方法的正确型,说明了TSMC具有调制方法简单、输出电能质量高等优点,同时也说明TSMC非常适合用于直驱式风力发电系统中,并且为进一步地研究TSMC提供了理论基础。
上传时间: 2014-01-02
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随着功率开关器件的发展,电力电子装置日益小型化和高频化,电气性能大幅提高,但是随之产生的高次谐波却对电网造成严重污染。在电力电子设备中,整流器(AC/DC变流器)占有较大的比例,是主要的污染源。由于固态感应加热电源对于电网呈现非线性特性,从电网中输出的电流就不是标准的正弦曲线。高频谐波电流对电力设施产生过热或其他危害。 Boost电路应用到功率因数校正方面已经较为成熟,对于几百瓦小功率的功率因数校正,常规的电路是可以实现的。但是对于大功率诸如感应加热电源,还存在很多的实际问题。为了解决开关器件由于二极管反向恢复时产生的冲击电流而易损坏的情况,减少开关器件在高频下的开关损耗,本文采用一种无源无损缓冲电路取代传统的LC滤波电路。在分析了软开关电路的工作原理以及逆变模块的分时-移相功率控制策略后,应用Matlab软件进行了仿真,并通过实验结果验证了理论分析的正确性。
上传时间: 2014-12-24
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系统地分析了5kW恒流逆变器中辅助电源电磁干扰产生的来源和干扰方式以及对整个变流器系统性能的影响。结合工作实践给出了一系列提高电源系统电磁兼容性(EMC)的设计方
上传时间: 2014-01-14
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