本文对直驱式变速恒频风力发电领域的关键技术从理论到仿真进行了较为全面深入的研究,在详细分析直驱式风力发电系统的特点和已有最大功率跟踪算法的基础上,确立了由梯形波永磁同步发电机、三相不可控整流桥、直流升压电路、全桥逆变器构成的并网主电路拓扑结构,提出了通过控制直流升压电路的占空比,以使风机获得最大功率的跟踪算法,同时增加速度估算控制方法,以提高系统的响应速度。 由直流升压电路中储能大电感的存在,迫使发电机的各相电流为梯形波,为了发电机输出功率平稳,减小系统的转矩脉动,则发电机的电动势最好是梯形波。梯形波永磁同步发电机发出的三相电压为梯形波,通过整流桥整流之后,获得脉动较小的整流直流电压,特别适合于大电感滤波,同时电磁转矩脉动小,系统振动噪声低。该电机可以和风力机直接耦合,适用于大型低速风力发电系统。三相不可控整流具有可靠性高,简化硬件电路;直流变换电路可将整流后的直流电压提升到逆变器所需的幅值基本恒定的直流电压,经逆变器逆变后并网。最大功率跟踪算法的提出能够使风电系统快速跟踪风速的变化,维持最佳叶尖速比,捕获最大风能。 本文还利用仿真软件MATLAB/Simulink平台搭建了仿真模块并进行了动态仿真,对所设计的最大功率跟踪算法进行仿真分析。结果表明,该算法具有较快的系统响应,速度估算器也能较快的跟踪变化的实际转速。
上传时间: 2013-04-24
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能量变换器是一种新型高压发电机,采用高压交联聚乙烯(XLPE)电缆作为定子绕组,这种革新结构使其能够输出高电压,从而可以直接并网。因此,对能量变换器的运行进行系统地研究是极为必要的。本文针对能量变换器小值振荡和稳定性进行了深入地研究。 本文首先介绍了能量变换器的发展背景和国内外的研究现状,详尽分析了研究大型同步发电机和能量变换器稳定性的意义。 然后,本文对能量变换器静态稳定运行进行了分析,建立了能量变换器静态稳定运行时的数学模型,推导出了能量变换器静态稳定功率特性和静态稳定功率极限的表达式。并分析了励磁调节对能量变换器静态功率特性的影响,应用对比研究的方法,证明了能量变换器的静态稳定储备系数和静态稳定功率极限都比传统同步发电机高。 本文同时结合能量变换器样机参数,系统分析了其稳态小值振荡的物理过程,推导了能量变换器小值振荡时的整步转矩系数、阻尼转矩系数和电流、转矩、电磁功率各微变量的表达式,并通过仿真分析,归纳出了不计定子电阻和线路阻抗时能量变换器相应微变量的变化规律。此外,本文对考虑励磁调节作用时小值振荡各微变量的变化进行了仿真研究,给出了此状态下相应微变量的变化规律。 最后,本文对能量变换器系统在线路发生单相短路、相间短路和两相接地短路故障时的物理过程进行了分析,绘制了能量变换器正常运行和故障运行时的电气图与等值电路,结合等值电路推导了能量变换器相应故障状态下的功率表达式,并通过仿真分析与对比研究,给出了能量变换器系统在线路发生单相短路、相间短路和两相接地短路故障时的极限切除时间,得到了能量变换器的动态稳定极限。 本文所得结论对能量变换器合理可靠的设计及运行提供了依据,具有一定的理论意义和实用价值。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:qqiang2006
介绍了单相全桥逆变器的工作原理, 阐述产生SPWM波和实现PI 控制的算法, 给出以DSP(数字信号处理器) 实现控制的软件流程。实验表明利用软件完成逆变器控制是可行的
上传时间: 2013-06-30
上传用户:zjf3110
近年来,随着大规模集成电路的飞速发展,微控制器和数字信号处理器的性价比不断提高,数字控制技术已逐步应用于大中功率高频开关电源。相对于传统模拟控制方式,数字控制方式具有电源设计灵活、外围控制电路少、可采用较先进的控制算法、具有较高可靠性等优点。 高频开关电源具有体积小、重量轻、效率高、输出纹波小等特点,现已逐步成为现代通讯设备的新型基础电源系统。针对传统开关电源中损耗较大、超调量较大、动态性能较差等问题,本文采用基于DSP的全桥软开关拓扑结构。全桥软开关移相控制技术由智能DSP系统完成,采样信号采用差分传输,控制算法采用模糊自适应PID算法,产生数字PWM波配合驱动电路控制全桥开关的通断。在输入端应用平均电流控制法的有源功率因数校正,使输入电流跟随输入电压的波形,从而使功率因数接近1。最后通过Matlab仿真结果表明模糊自适应PID控制算法比传统PID控制算法在超调量,调节时间,动态特性等性能上具有优越性。 论文以高频开关电源的设计为主线,在详细分析各部分电路原理的基础上,进行系统的主电路设计、辅助电路设计、控制电路设计、仿真研究、软件实现。重点介绍了高频变压器的设计及模糊自适应PID控制器的实现。并将辅助电源及控制电路制成电路板,以及在此电路板基础上进行各波形分析并进行相关实验。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:s蓝莓汁
逆变器广泛应用于工业生产的各个方面,数字控制具有方便实现复杂算法、抗干扰性强和产品容易升级等优点,已成为未来逆变器的发展趋势。使用数字技术控制设计逆变器,控制器的性能决定了逆变系统系统的性能。然而在很多高频应用的场合,目前常用的控制器的速度往往不能完全达到要求。与传统单片机和DSP芯片相比,FPGA器件具有更高的处理速度。同时FPGA应用在数字化逆变器设计中,还可以大大简化控制系统结构,并可实现多种高速算法,具有较高的性价比。在逆变器的全数字化控制领域,FPGA具有很好的应用价值。 论文首先介绍了SPWM基本原理及其控制方式,SPWM的生成方法,并结合本课题给出了查表法生成SPWM波的一般方法,且以单相全桥逆变器为例进行了仿真。分析其的电路特点,建立PWM逆变器的统一电路模型、连续状态空间以及离散状态空间模型,在此数学模型基础上,针对逆变器研究分析了目前用于逆变器设计的各种数字控制技术、控制方案,讨论了其控制方法的优缺点,相关控制器设计的一般问题,最后比较了其优缺点,指出其存在的共性问题,总结了使用FPGA设计逆变器数字控制器的优势。然后以单相电压型PWM逆变器为控制模型采用新型模数结合现场可编程门阵列FPGA实现数字化控制器的方案,给出了纯正正弦波逆变器的设计方案。 论文详细论述了采用模数混合型FPGA作为主控芯片的高频逆变器设计方法与实现过程。系统主控芯片采用Fusion系列AFS600,世界上首个模数混合型FPGA。主要设计要点包括:逆变器硬件电路设计以及SPWM数字控制系统软件设计。外围强电电路的设计的难点在于用于前端升压的高频变压器的设计以及输出端LC滤波电感与电容的选取。另外,SPWM“H”字全桥逆变电路中的高悬浮电压也是设计中需要值得注意的重要环节。在控制系统软件设计方面,采用FPGA自上而下的设计方法,对其控制系统进行了功能划分,完成了SPWM产生器以及加入死区补偿的PWM发生器、和反馈等模块的设计。 论文的结束部分给出了设计结果,并指出了进一步的工作的思路和方向。
上传时间: 2013-05-19
上传用户:小码农lz
交错并联反激变换器具有电路结构简单,控制方便等优点,并且可以实现电气隔离。但是其升压比不高,变换器中主开关管电压应力较大,且工作中开关管处于硬开关状态,限制了变换器的效率。 针对交错并联反激变换器所存在的问题,本文提出了一种新颖的基于耦合电感第三绕组实现的原边并联、副边并联隔离型软开关Boost变换器。该变换器继承了交错并联反激变换器的优点,两个并联单元互补工作,分担功率损耗,输出电压的脉动频率为主开关管的两倍。不同的是,该变换器具有较高的升压比,变换器中主开关管的电压应力较小,克服了交错并联反激变换器的问题。在软开关方面,变换器使用有源箝位软开关电路,使主开关管与箝位开关管都实现了零电压软开关动作,提高了变换器的效率与使用寿命。因此,它与交错并联反激变换器相比,更适合于低电压输入、高电压输出的应用变换场合。 在该变换器的基础上,针对变换器中输出二极管电压电流振荡较大,本文还提出了经过改进的引入输出箝位电容的变换器。输出箝位电容抑制了二极管两端电压的振荡,减小了二极管的电压应力,提高了变换器的效率。 最后,本文通过仿真与实验验证了基于耦合电感第三绕组实现的原边并联、副边并联隔离型软开关Boost变换器及其改进型变换器方案的可行性与合理性。
上传时间: 2013-05-20
上传用户:chenlong
开关损耗及其带来的散热问题限制了变流器开关频率的提高,从而限制了变流器的小型化和轻量化。软开关技术能够有效的降低开关损耗,提高变流器的效率和开关频率,被广泛的应用在各种大功率开关电源场合。 本文首先对软开关技术进行了一个概述,介绍了软开关技术的工作原理及发展历史,特别提到了最新的控制型软开关技术。在第二章中,针对课题,着重讲述了全桥电路。作为对比,首先分析了全桥硬开关电路的工作原理和开关损耗。然后,分析了全桥软开关两种常见的实现方法:ZVS和ZVZCS,并针对几种常见拓扑,详细对比了它们的工作原理,软开关实现方法,软开关实现效果,软开关实现范围和总体效率,指出了它们的优缺点和各自适合的应用领域。在第三章中,首先介绍了全桥软开关的两种控制策略:移相全桥和有限双极性,从实现方法和对软开关效果的影响两个方面,做出比较。然后介绍了开关电源常见的三种控制方式:电压模式控制、峰值电流模式和平均电流模式控制,其中详细介绍了平均电流模式控制,给出了设计思想和步骤。最后,给出了全桥软开关电路的小信号模型,分析了软开关技术的引入对传统PWM硬开关全桥电路小信号模型的影响。第四章给出了5kW电力操作电源的具体设计步骤,如方案选择,磁设计、控制环路设计、副边整流电压尖峰吸收等关键步骤。第五章分析了实验波形和实验数据,验证了上述理论和设计的正确性。
上传时间: 2013-05-22
上传用户:dajin
院介绍了全桥逆变电路的工作方式袁探讨了陨郧月栽的栅极特性及动态开关过程遥陨郧月栽栅原射极和栅原 集极间的寄生电容与其他分布参数的综合作用会对驱动波形产生不利影响遥栅极驱动电压必须有足够 快的上升和下降速度袁使陨郧月栽尽快开通和关断袁以减小开通和关断损耗遥在 陨郧月栽导通后袁驱动电压 应保持在垣员缘 灾左右袁保证陨郧月栽处于饱和状态曰在 陨郧月栽关断期间袁陨郧月栽 的栅极需加反向偏置电压袁 避免陨郧月栽 的误动作遥最后给出了针对全桥逆变电路 陨郧月栽 模块设计的分立元件驱动电路及其实验 结果遥 关键词院陨郧月栽曰全桥逆变曰驱动电路
上传时间: 2013-05-20
上传用户:cy1109
应用于煤矿、石化等易燃易爆环境的电子设备必须满足防爆的要求,本质安全型是最佳的防爆形式。本质安全型开关电源具有重量轻、体积小、制造工艺简单、成本低、安全性能高等优点,因而具有广阔的发展前景。单端反激变换器是开关变换器的一种基本的拓扑结构,在实际中应用比较广泛,因此对单端反激变换器进行本质安全特性分析是本质安全开关电源设计的重要基础。本质安全型开关变换器的设计,主要是对变换器中的储能元件进行设计,即变换器中的电感和输出滤波电容进行设计。 本文对变换器的静态特性进行了深入分析,指出反激变换器存在三种工作模式:CISM-CCM、IISM-CCM和DCM:得出了变换器工作在整个动态范围内的最大输出纹波电压、最大电感电流和最大输出短路释放能量。对单端反激变换器的本质安全特性进行了分析,得出输出本质安全型单端反激变换器的非爆炸判断方法,并通过安全火花试验装置对变换器进行爆炸性试验,验证了输出本安判据的正确性。得出输出本质安全型单端反激变换器的设计方法,以同时满足输出纹波电压和输出本安要求作为约束条件,得到了本质安全型单端反激变换器电感、电容参数的设计范围。给出了具体实例,并进行仿真和试验研究,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性和设计方法的可行性。
上传时间: 2013-06-25
上传用户:水中浮云
The ISL8540 is a step down DC/DC power switching regulator which accepts 9.0V to 40V input and provi
标签: Switching Regulator Power DC
上传时间: 2013-06-07
上传用户:shanml