检索结果-南通市图书馆

作者：杜学光河北工业大学

学位级别：硕士

随着工业的发展,高压直流电源的应用越来越广泛,传统高压电源因体积大,效率低,使其应用受到限制。随电力电子器件的发展,体积小、高频高效的开关电源迅速发展起来。但是由于电力电子器件的工艺水平有限,其耐压等级和容量在高压大容量场... 详细信息

随着工业的发展,高压直流电源的应用越来越广泛,传统高压电源因体积大,效率低,使其应用受到限制。随电力电子器件的发展,体积小、高频高效的开关电源迅速发展起来。但是由于电力电子器件的工艺水平有限,其耐压等级和容量在高压大容量场合不能满足要求,因而提出多电源模块级联(串联或并联)技术。电源模块的级联技术是将低压小功率电源模块通过输入输出的串并联构成一个新的电源系统,也称级联型电源系统。每个低压小功率电源模块称为级联型电源系统的子模块。本文中的高压直流电源的级联技术,是指将电压等级较低的电源模块输入端并联,输出端串联,以获得高电压大功率的电源。由于级联型高压直流电源系统的每个模块的输入端电压自然相等,输出端电流也自然相等,所以级联型高压直流电源系统的关键技术是如何保证每个模块的输出电压以及输入电流不超过模块的设计值。本文选取的子模块为LCC谐振DC-DC模块电源。通过分析单个模块电源的工作原理,设计其稳定工作的电压闭环控制回路,以此为实现模块级联的均压均流。由于级联型高压直流电源的每个模块参数不是完全匹配的,而采用统一的频率控制无法使电源系统稳定工作,所以需要对每个模块分别加以控制。本文采用了两种控制策略,一种是直接控制输出电压均压和系统输出电压闭环的电压双环控制策略,另一种是控制输入电流均流和系统输出电压闭环的输入均流内环控制策略。本文对级联型高压直流电源系统中模块的选择、影响均压的因素以及如何控制模块均压的方法做了详细的设计计算。最后通过仿真验证了两种控制策略都能实现均压均流以及系统输出电压闭环控制的效果。

关键词： LCC谐振逆变模块化级联技术输出均压控制输入均流控制

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300W开关磁阻电机调速器的设计

300W开关磁阻电机调速器的设计

作者：王庆灏河北工业大学

学位级别：硕士

开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor)具有结构简单成本低控制灵活以及较宽的调速范围等优点ˋ在作为电动车的驱动电机方面极具潜力由于其结构特点ˋ使其在运行时必须与相应的调速器密切配合它的调速器是一种新型的变速传动系统ˋ... 详细信息

开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor)具有结构简单成本低控制灵活以及较宽的调速范围等优点ˋ在作为电动车的驱动电机方面极具潜力由于其结构特点ˋ使其在运行时必须与相应的调速器密切配合它的调速器是一种新型的变速传动系统ˋ有较好的调速性能ˋ但仍存在许多问题比如电机的转矩脉动大噪声大ˋ这些问题仍制约着开关磁阻电机在电动车中的应用借鉴前人的研究成果ˋ简单阐述开关磁阻电机在电动车方面的应用情况ˋ论述了它的优缺点简单阐述了开关磁阻电机的工作原理与电机绕组的电感模型ˋ在电磁场有限元分析软件的环境下ˋ建立开关磁阻电机的二维模型ˋ对电机的静态磁特性进行分析ˋ并以此得到开关磁阻电机的磁链特性曲线簇本文对额定功率为300W的开关磁阻电机的调速器进行设计ˋ详细分析了开关磁阻电机不同控制方法的优缺点后ˋ为实现磁阻电机的恒转矩调速ˋ采用电压斩波方法对此电机调速器进行控制同时采用两相绕组同时导通方式对8/6极开关磁阻电机进行起动运行ˋ分析此导通方式下的合成转矩,并绘出各相转矩及合成转矩曲线图开关磁阻电机调速器的设计以ATmega16单片机为核心控件ˋ并综合位置检测形成转速闭环负反馈ˋ并通过PMW控制技术ˋ实现对功率变换器主开关器件的驱动控制ˋ实现电机的正常运行ˋ并结合电压电流过热等保护电路ˋ确保电机的安全运行在不同的负载转矩下ˋ测量达到额定转速时的电机效率功率因数等特性曲线分析比较电机达额定转速时ˋ不同负载下的相绕组电流波形

关键词：开关磁阻电机调速器功率变换器单片机ATmega16

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异步电机变频调速数字控制系统的研究与应用

异步电机变频调速数字控制系统的研究与应用

作者：姚波河北工业大学

学位级别：硕士

随着电力电子技术及电力电子器件和微处理器的快速发展,以及各种电机模型和先进控制技术的提出,极大地促进了电机调速控制的发展,使得精度高、调速范围宽、控制性能好的电机控制器的实现成为可能。本文主要研究了一种基于DSP的异步电机... 详细信息

随着电力电子技术及电力电子器件和微处理器的快速发展,以及各种电机模型和先进控制技术的提出,极大地促进了电机调速控制的发展,使得精度高、调速范围宽、控制性能好的电机控制器的实现成为可能。本文主要研究了一种基于DSP的异步电机矢量控制系统。本文以异步电动机为被控对象,分析矢量控制原理,建立异步电动机在不同坐标系下的电机模型,介绍了矢量控制理论及其解耦性质。将异步电动机三相静止坐标系下的各变量变换到两相旋转坐标系下,再利用转子磁场定向技术,使得定子绕组电流磁场分量和转矩分量得到解耦,从而将异步电机的调速性能大大提高。本文研究的主要内容包括以下几个方面:1.初步研究了交流电机变频调速的发展概况,详细论述了调速控制理论的原理及各控制策略的优缺点,并对异步电动机数学模型的建立和矢量控制理论进行了深入的阐述。2.系统地论述了数字控制系统硬件电路的设计,主要包括整流电路的设计、电流和电压检测电路的设计、转速检测和过流过压的故障保护等设计。3.对于软件方面,详细地论述了整个系统的编程思路与框架。系统程序由下位机主程序和SVPWM下溢中断程序的设计组成。具体来说,下位机主程序主要是对各个外设需要的系统时钟,事件管理器单元,模/数转换器ADC,通信模块进行功能配置和初始值的设定。另外,SVPWM下溢中断程序包括电流和电压采样程序设计、电机转速检测的DSP实现、SVPWM算法及DSP实现。然后,通过LabVIEW开发了调速系统的上位机软件,能够实时与DSP进行通信,完成初始值和转速的给定,并实时显示电机的运行状态。4.对矢量控制系统进行了MATLAB/Simulink仿真分析,搭建了异步电机变频调速的实验平台,并开发了一套感应电机的数字化矢量控制系统。然后,通过硬件电路进行调试,并记录和分析实验波形,最终达到了预期的效果。

关键词：矢量控制 SVPWM MATLAB/Simulink 仿真异步电机

推挽式双向电流源型高频链逆变器及其软缓冲技术

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推挽式双向电流源型高频链逆变器及其软缓冲技术

作者：李奇南河北工业大学

学位级别：硕士

回顾了工作在硬开关状态下的推挽式双向电流源型高频链逆变器的工作原理、特点及其存在的问题,以及当前的一些改进措施。针对小功率场合,在不增加原变换器的控制复杂程度的前提下,在原有拓扑结构的基础上引入由电感、电容、功率二极管... 详细信息

回顾了工作在硬开关状态下的推挽式双向电流源型高频链逆变器的工作原理、特点及其存在的问题,以及当前的一些改进措施。针对小功率场合,在不增加原变换器的控制复杂程度的前提下,在原有拓扑结构的基础上引入由电感、电容、功率二极管无源器件构成的软缓冲电路,进行抑制漏感引起的电压尖峰,降低关断损耗,提升变换效率的研究。首先利用注吸电流法对工作在电感电流断续(DCM)情况下的Flyback变换器进行建模分析,得出相应的控制到输出特性。其次将该缓冲电路应用于占空比恒定、DCM模式的直流Flyback变换器,对其工作原理进行了详细的分析,并对其各工作模式作了近似计算。根据得到的近似解析解,确定出一组合理的缓冲电路参数。最后推广至占空比变化时的推挽式双向电流源型高频链逆变器情况,并结合Pspice仿真分析,选择参数。制作了一台样机,实验结果证明该方法的可行性和实用性。合理应用这种软缓冲技术可使电流源高频链逆变器的性能在一定程度上得到提升,能够降低开关器件的电压应力,软化器件的开关过程,减小开关损耗,提高变换器的动态性能和工作效率。虽然它的缓冲性能与由有源箝位电路构成的软开关电路相比还有一定的差距,在开通时功率开关电流波形不是很好,但由于工作在DCM下的Flyback电路的逆变器的开通能量损耗不大,故在小功率场合,这种软缓冲技术仍具有工程应用价值,为变换器向更高的开关频率方向发展提供可能性,对促进电流源高频链DC/AC变换技术的发展有一定的作用。

关键词：推挽式电流源型高频链逆变器软缓冲

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串并联谐振变换器在高压电源中的应用

串并联谐振变换器在高压电源中的应用

作者：朴俊吉河北工业大学

学位级别：硕士

高压直流电源作为供电电源,在工业、医疗等领域得到了广泛的应用。传统的高压直流电源采用工频变压器进行升压,因此具有体积大、笨重、变换效率低、稳定性差等缺点。而高频变压器工作在高频,可解决传统高压直流电源的这些问题,因此包含... 详细信息

高压直流电源作为供电电源,在工业、医疗等领域得到了广泛的应用。传统的高压直流电源采用工频变压器进行升压,因此具有体积大、笨重、变换效率低、稳定性差等缺点。而高频变压器工作在高频,可解决传统高压直流电源的这些问题,因此包含高频变压器的的高频直流电源凭其高频、节能、高效等优点,逐渐取代传统的高压直流电源而成为发展趋势。高频高压电源在应用中主要存在高压变压器的寄生参数问题以及高频率下开关管损耗过大问题。本文研究的串并联谐振变换器克服了高频变压器的寄生参数问题,它利用了变压器的寄生参数,使开关器件工作在零电压/电流状态,并且使能量得到更好的传输。本文对常用的几种谐振变换器进行研究,选取具有电容型滤波器的串并联谐振变换器作为主电路拓扑,采取变频控制策略,使LCC谐振器可工作在电流连续和断续这两种模式下。本文通过分析LCC谐振变换器在电感电流连续模式(CCM)下的工作原理,利用基波近似法得出变换器的稳态模型,对串并联谐振器进行了设计,使得该电源在全负载范围内,利用变压器的寄生参数,实现了所有开关管的零电压开关,减小了电流应力与开关频率的变化范围。此外,针对以上设计进行了仿真,验证了设计方法的正确性,达到了LCC谐振电路预期的结果。最后,利用设计好的该LCC谐振变换参数,研制出了输出电压为10kV,功率为3kW的高频高压电源,并对该电源系统的信号隔离电路、高频变压器等组成部分进行了分析。

关键词：高频高压电源 LCC 谐振变换器零电压开关

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适用于风能太阳能互补的正弦波逆变电源研制

适用于风能太阳能互补的正弦波逆变电源研制

作者：李永建河北工业大学

学位级别：硕士

风能和太阳能是大自然的可再生绿色能源,二者在时间上和地域上有很强的互补性,风光互补型正弦波逆变电源的研制将这两种可再生绿色能源发电合理配置提供持续稳定的正弦波交流电,可以为我国偏远地区因地制宜地发展低成本高效率小型正弦... 详细信息

风能和太阳能是大自然的可再生绿色能源,二者在时间上和地域上有很强的互补性,风光互补型正弦波逆变电源的研制将这两种可再生绿色能源发电合理配置提供持续稳定的正弦波交流电,可以为我国偏远地区因地制宜地发展低成本高效率小型正弦波逆变电源,满足广大农、牧、渔民不断提高的用电需求,实现不间断供电并帮助他们提高生活水平和质量。本文介绍了适用于风能太阳能互补的单相正弦波逆变电源的硬件结构、工作原理以及充放电控制的设计方法。首先,分析了逆变主电路的三种常用的拓扑结构并结合各自的优缺点确定了主回路的全桥逆变拓扑结构。其次,根据正弦波脉宽调制(SPWM)原理设计了SPWM信号生成电路和功率MOSFET隔离驱动电路,以及高频开关辅助电源;通过仿真分析,设计了无源阻容吸收网络,提高了逆变器运行效率,降低了开关损耗。再次,设计了比较完备的保护电路。最后结合风光互补电源的特性,提出了基于PIC单片机控制的双标三阶段智能充电方法,实现了充电、泄荷的自动切换,有效的延长对蓄电池的使用寿命,真正实现了风光互补电源系统的无人值守。通过合理计算选择参数并结合仿真分析,研制了一台500W,220V/50Hz的正弦波逆变电源样机,进行了模拟实验,空载时和满载时输出电压波形基本一致,总谐波畸变度(THD)很小,实验结果验证了设计方案的可行性和实用性。

关键词：全桥逆变风光互补总谐波畸变度智能充电正弦脉宽调制

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测定电感确定磁阻电动机转子位置方法分析

测定电感确定磁阻电动机转子位置方法分析

作者：林鹏河北工业大学

学位级别：硕士

开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor或SR电机）转子位置信号既是各相绕组导通的依据，也是转速闭环控制时的转速信息，是SR电机正常运行不可缺少的。获取SR电机转子位置信号的方法可分为装设位置传感器的直接法和无传感器的间接... 详细信息

开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor或SR电机）转子位置信号既是各相绕组导通的依据，也是转速闭环控制时的转速信息，是SR电机正常运行不可缺少的。获取SR电机转子位置信号的方法可分为装设位置传感器的直接法和无传感器的间接法。直接法应用广泛可靠，但因需要位置传感器，削弱了SR电机结构简单的优势;间接法不需要位置传感器，保持了SR电机结构简单的优势，但还没有成熟的产品，是目前开关磁阻电机驱动系统的研究热点问题之一。磁阻电机的模型正确与否，直接影响电机的控制性能。本文应用磁场计算软件MagNet建立SR电机的二维模型，依据SR电机的静态磁特性，绘出SR电机的磁链特性曲线簇，即ψ θ i曲线，给出了L=f(θ,i)关系曲线，为分析基于电感法间接检测SR电机的转子位置方法奠定了理论基础。文中给出了实验测得的采用光电位置传感器直接检测位置的位置信号波形。根据SR电机的双凸极结构的特点，利用随着转子位置变化各相绕组的电感相应的变化的特征，推出了通过测定电感确定磁阻电动机转子位置的原理，并测出离线状态时电机转子位置与电感变化的关系曲线，得到对应的转子位置信息。通过对直接法和间接法测得的位置信号的比较分析，证明了通过测定电感确定转子位置信号的方法是正确可行的。设计了一台输出功率为750瓦的SR电机驱动系统样机，测试了额定转速下随着负载转矩变化的效率、功率因数等特性曲线，以及不同转速、负载下的电流波形。依据额定转速、额定负载时的各相电流波形和各相绕组的静态电感曲线，绘出了各相的转矩曲线和合成转矩曲线，并对实验结果进行了比较分析，为实现无传感器SR电机驱动器的制作做好了准备。

关键词：无位置传感器开关磁阻电机有限元分析 SR驱动控制系统

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复合式软开关LED驱动电源的研究

复合式软开关LED驱动电源的研究

作者：酉家伟河北工业大学

学位级别：硕士

在照明领域半导体发光二极管(Light Emitting Diode-LED)作为新一代照明光源,功耗显著降低,被称为最理想的绿色光源。LED驱动电源结构可分为两级式结构、单级式结构、并联式结构与复合式结构。通过分析研究不同结构LED驱动电源的工作原... 详细信息

在照明领域半导体发光二极管(Light Emitting Diode-LED)作为新一代照明光源,功耗显著降低,被称为最理想的绿色光源。LED驱动电源结构可分为两级式结构、单级式结构、并联式结构与复合式结构。通过分析研究不同结构LED驱动电源的工作原理、性能特点,以及常用的减小LED电源开关损耗的准谐振技术,发现可以进一步提高LED驱动电源性能,为此提出复合式软开关LED驱动电源,将功率因数校正变换器与DC-DC变换器融合,使两部分电路共用开关管,减少开关元件数量,能够有效提高电源效率,并可简化电路结构。此外,在复合式结构的基础上引入辅助回路,不仅可以利用漏感能量对开关管寄生电容反向充电,使开关管两端电压下降为零,实现软开关,还将变压器漏感能量反馈回电源,进一步提高电能利用率。同时利用谐振电容吸收漏感能量,消除漏电感与开关管寄生电容发生谐振所产生的电压尖峰,避免开关管过压击穿。论文根据开关元件的开关状态推导复合式软开关LED电源的工作模态,分析实现软开关及降低开关应力等性能的工作过程。根据电路工作状态探讨了影响软开关的因素,从能量角度推导出实现软开关的约束条件。在驱动电源开关损耗方面,推导出了两级式结构和复合式结构开关损耗模型,并对二者损耗大小进行对比分析,证明复合式软开关LED驱动电源能够降低开关损耗。对漏感能量和开关应力进行研究,得到采用反馈漏感能量方法可以减小损耗,同时降低开关管的电压尖峰。通过仿真实验和实验样机测试,验证了复合式软开关LED驱动电源理论分析的正确性。将多模式准谐振变换器与两级式LED驱动电源作为对照组,测量其开关状态与效率等数据,通过对比证明了复合式软开关LED驱动电源能够进一步减小开关损耗、提高整体效率、降低开关应力,可以更好地满足LED驱动需求。

关键词：复合式结构 LED驱动电源软开关开关损耗

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级联H桥整流器直流电压平衡控制策略的研究

级联H桥整流器直流电压平衡控制策略的研究

作者：翟润发河北工业大学

学位级别：硕士

随着智能电网的发展,越来越多的分布式发电系统接入电网,这对电力系统的电能质量、稳定性及灵活性提出了更高的要求;在电气传动领域,电力机车牵引传动系统的轻量化要求与工频牵引变压器的笨重、体积庞大之间的矛盾十分突出。电力电子变... 详细信息

随着智能电网的发展,越来越多的分布式发电系统接入电网,这对电力系统的电能质量、稳定性及灵活性提出了更高的要求;在电气传动领域,电力机车牵引传动系统的轻量化要求与工频牵引变压器的笨重、体积庞大之间的矛盾十分突出。电力电子变压器具有功率密度高、可控性好、兼容性强、智能化的特点,可解决电力系统、电力机车牵引传动系统、分布式发电等场合存在的问题。而级联型电力电子变压器是非常适用于实际工业中,因此具有巨大的潜在价值和发展前景。本文以级联型电力电子变压器的输入级——级联H桥整流器为研究对象,从理论分析和计算机仿真两个方面深入研究单相和三相级联H桥整流器的工作原理、控制策略及其直流侧电容电压不平衡的问题。首先,本文分别对单相、三相级联H桥整流器的工作原理进行了分析并建立相应的数学模型,在此基础上,提出了将基于准比例谐振控制器的双闭环控制策略引入到单相级联H桥整流器中,得出准比例谐振控制器在电压频率偏移时控制性能优于比例谐振控制器,并详细分析了准比例谐振控制器参数特性。然后研究了把基于dq坐标系的前馈解耦控制策略引入到了三相级联H桥整流器的控制中,并给出了控制器的设计方法。同时介绍了级联多电平变流器的调制技术,重点分析了载波移相调制技术在级联H桥整流器的应用,得到了载波移相调制技术是通过低次谐波相互抵消从而提高等效开关频率,减小输出谐波的结论。然后,分析了级联H桥整流器中等效负载、电容参数和载波移相调制技术对直流侧电容电压的影响,并提出了一种改进的基于调制比重构控制策略的直流侧电压平衡算法,该算法可以在减少大量PI控制器的情况下,同时解决了级联H桥整流器直流侧电容电压不平衡的问题。最后,为了验证本文采用的控制策略、调制技术和电压平衡算法的可行性与正确性,设计了主电路参数,并使用MATLAB/Simulink进行了仿真验证,仿真结果有力地验证了本文所提出理论的正确性、可行性和有效性。

关键词：电力电子变压器级联H桥整流器电压平衡控制双闭环控制调制比重构

通过开关磁阻电机齿极结构的优化设计减小转矩脉动的研究

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通过开关磁阻电机齿极结构的优化设计减小转矩脉动的研究

作者：韩世超河北工业大学

学位级别：硕士

开关磁阻电机(SRM)拥有结构简单，成本低廉，控制灵活的特点，使它成为电动力输出的优选方案，目前已经应用在工业生产的多个领域。但是由于开关磁阻电机的定子、转子双凸极结构和开关电源供电方式，开关磁阻电机的电磁场存在非线性饱... 详细信息

开关磁阻电机(SRM)拥有结构简单，成本低廉，控制灵活的特点，使它成为电动力输出的优选方案，目前已经应用在工业生产的多个领域。但是由于开关磁阻电机的定子、转子双凸极结构和开关电源供电方式，开关磁阻电机的电磁场存在非线性饱和特性，使得对开关磁阻电机的分析和设计与传统电机有很大区别。并且，开关磁阻电机运行时的转矩脉动偏大，也成为开关磁阻电机继续发展的主要障碍。本文以减小开关磁阻电机转矩脉动为目的，在开关磁阻电机齿极结构的优化设计方面进行了研究。电机的设计是电机优化的基础，本文阐述了开关磁阻电机的设计方法，对电机各部分结构尺寸和主要参数的选择和确定进行了详细论述。依据设计方法初步设计出一台样机，分析了开关磁阻电机的基本方程和电感模型，为样机的参数计算做了铺垫。在电磁场有限元分析软件的环境下建立了电机模型，应用二维有限元法对电机电磁场进行了计算，得到电机转矩等参数。为达到减小转矩脉动的目的，提出新的定、转子齿极结构。编写了遗传算法优化程序，针对优化目标和约束条件合理地选取了相关参数，完成对样机的定、转子齿极结构优化。对优化结果的分析表明，开关磁阻电机的转矩脉动得到有效抑制。

关键词：开关磁阻电机遗传算法电机优化设计转矩脉动齿极结构