检索结果-南通市图书馆

作者：郭宏东北大学

学位级别：硕士

循环激冷气压缩机在煤化工、化肥项目煤气化装置中属于核心设备。作为煤头装置,其运行稳定与否直接影响着后续工艺流程的正常运行和最终产品的生产。它所处装置工艺流程复杂,气体处理量大,入口温度高,介质混杂。以前煤气化装置多为进口... 详细信息

循环激冷气压缩机在煤化工、化肥项目煤气化装置中属于核心设备。作为煤头装置,其运行稳定与否直接影响着后续工艺流程的正常运行和最终产品的生产。它所处装置工艺流程复杂,气体处理量大,入口温度高,介质混杂。以前煤气化装置多为进口机组,长期由美国、德国、日本三个国家厂商垄断和控制。装置中的循环激冷气压缩机及控制系统也属国内空白。近年来,沈阳鼓风机集团独立开发研制了循环激冷气压缩机,属于单级悬臂式离心压缩机,其效率和性能均达到国际先进水平,使沈鼓成为世界上仅有的几家能够制造此类压缩机的制造商之一。并以其良好的性能和价格优势打开国内外市场。对此种压缩机控制系统开发也从无到有,并逐步完善优化。为推广国产化产品并同时保证压缩机组乃至整个装置工艺流程平稳安全可靠运行。研制开发一套功能强大、性能优良的压缩机组监测、保护、控制系统又显得至关重要。本课题是结合我们为越南国家化学总公司煤头化肥项目中提供的循环激冷气压缩机组,而设计开发研制的压缩机组监测、控制、保护系统。越南化肥项目是世界上第一套集干煤粉气化、变换、净化、氨合成和尿素合成于一体的大型化肥生产联合装置,属于越南国家重点建设工程。这一工程要求采用全球一流技术,符合国际通行标准。相比同类国际大型化肥项目,越南化肥项目规模之大和技术之复杂较为罕见。鉴于上述压缩机在整个系统装置中的重要作用及其控制系统所具有复杂性和专业性。通过查阅煤气化装置及循环激冷气压缩机的工作原理资料、相关国际标准,并与设计院用户项目负责工程师进行充分交流,全面分析和掌握了大化肥项目煤气化生产装置上的工艺流程及对循环激冷气压缩机机组的控制要求,建立可行、可靠、实用的控制方案。有针对性地优化防喘振和汽轮机调速技术,应用到循环激冷气压缩机组上。此项目采用具有世界先进水平的三重化冗余机组综合控制系统,来完成对压缩机、汽轮机、润滑油站等设备的监测、控制和保护。它克服了以往小型控制系统和分散控制系统的缺点,把机组的各个控制部分,包括：机组联锁ESD、SOE事件顺序记录、机组防喘振控制、调速控制和轴振动位移故障诊断功能等完美地结合在一起,集成为一套机组综合控制系统。随着国产化产品的不断推广应用,不仅可为我国节约同时创造大量外汇,还将打破国外在该领域技术和产品的长期垄断,保持我国循环激冷气压缩机组技术与国际先进水平同步,进入国际市场赢得更大发展的空间。具有深远的政治意义和社会影响。

关键词：循环激冷气压缩机防喘振控制汽轮机调速三重冗余控制系统

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新型交错并联双管正激软开关变换器的研究

新型交错并联双管正激软开关变换器的研究

作者：杨小宸东北大学

学位级别：硕士

近年来,电力电子技术的快速发展,使得各种开关电源的设计都朝着高频、小型的设计方向发展。双管正激变换器因其开关管电压应力低,环流损耗小,可靠性高以及结构简单的一系列优势,被普遍应用于输入电压较高的场合,因此成为连年以来研究的... 详细信息

近年来,电力电子技术的快速发展,使得各种开关电源的设计都朝着高频、小型的设计方向发展。双管正激变换器因其开关管电压应力低,环流损耗小,可靠性高以及结构简单的一系列优势,被普遍应用于输入电压较高的场合,因此成为连年以来研究的热门。并联技术的引入,保留了双管正激变换器的优势,除此之外,还使回路的利用率和可靠性得以提升,改善了副边二极管的工作环境。在并联回路之上,通过加入软开关技术的支持,可以使回路中各个开关管的开关损耗显著降低,更加有效地提高了变换器的利用率。本文首先对正激类变换器进行了系统地研究,将几种不同并联类型的并联双管正激变换器进行相互对照,最终选用续流二极管侧并联的并-并型双管正激变换器进行后续的研究,在其基础上,引入软开关技术,并列举了几种典型的软开关并联双管正激变换器,针对其具有的软开关实现困难,及原边环流损耗大的问题,引出了基于耦合电感的交错并联双管正激变换器,对该变换器的稳态工作模式和电压、电流应力进行分析,发现其电压、电流应力受耦合电感变比的影响很大。针对这个问题,本文提出了一种基于无源辅助谐振网络的新型交错并联双管正激变换器。该新型变换器的辅助回路简单,且在不同负载时均能很容易的实现各个主开关管的软开关,降低了回路的环流损耗,有效地改善了开关管以及副边二极管的电压、电流应力,并且辅助回路中的电流能够根据负载进行自动调节,能有效抑制辅助回路中的通态损耗,使变换器的变换效率得到进一步提升。本文提出一种新型交错并联双管正激变换器,详细说明了其稳态工作原理,并具体分析了该回路各元件的电压、电流应力,输出电压特性、软开关实现条件以及轻载情况下的运行状态。同时根据理论分析,对其进行了合理的参数设计,并在该设计的基础上进行了变换器的损耗分析。最后使用Cadence Pspice16.3仿真软件搭建了一个500W/100kHz的仿真模型,并对理论分析进行了逐一的仿真验证,仿真结果证实了回路具有的良好性能。

关键词：交错并联双管正激变换器软开关耦合电感

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谐振直流环节逆变器及改进调制策略的研究

谐振直流环节逆变器及改进调制策略的研究

作者：周越东北大学

学位级别：硕士

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LF钢包精炼炉电极控制应用与改进

LF钢包精炼炉电极控制应用与改进

作者：程军东北大学

学位级别：硕士

电极是电弧炉和精炼炉的重要设备,起电离中间空气、对钢水或金属材料进行加热的作用。现场运行时电极不易调节到稳定工作状态,快速稳定性更不能得到保证,同时也造成了精炼炉系统耗电量高,效率低等问题。研制高性能的电极自动调节器对于... 详细信息

电极是电弧炉和精炼炉的重要设备,起电离中间空气、对钢水或金属材料进行加热的作用。现场运行时电极不易调节到稳定工作状态,快速稳定性更不能得到保证,同时也造成了精炼炉系统耗电量高,效率低等问题。研制高性能的电极自动调节器对于提高炼钢质量,降低电能消耗具有很重要的意义。多年以来,电极调节系统更多采用的是传统PID控制方式,控制效果不很理想。由于精炼炉电极调节系统是一个多变量、强耦合、大滞后的非线性系统,本文据此以通钢精炼炉的电极调节系统为研究背景,深入研究了电弧的物理特性和电极调节系统的原理,分析推导了电弧等效数学模型和电气部分静态模型,对模型中的各个参数进行了较详细的分析。本文还对现有电极调节系统的各种控制方式进行了分析比较。其中较多分析了IAF控制方式和阻抗控制方式。为了以后现场应用,尤其对阻抗控制方式进行了着重的分析研究,对控制的各个部分进行编程,仿真模拟。最后,通过已有的现场数据,建立了滑模变结构控制模型,改进了传统PID控制,对电极运动实施分段控制,在控制过程的各个瞬间,根据系统中参数的状态以跃变的方式有目的地变化,从而将不同的结构特性揉合在一起,取得了比固定结构系统更完善的性能指标,实现了对原有控制系统的优化,通过仿真建立了有效的控制模型。从而可以大大改进系统的在线调整过程,实现对电极更好的控制。在上述研究的基础上,输出与现场数据进行了比较。结果表明,本文提出的滑模变结构控制模型能更好地解决三相电极的耦合问题,可以更好地跟随给定输入,在动态响应、抗干扰性、鲁棒性等方面都有很大的提高,具有重要的理论价值和实际应用意义。

关键词：电极控制 PID 阻抗控制方式滑模变结构控制系统仿真

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基于简单辅助回路的软开关逆变器的研究

基于简单辅助回路的软开关逆变器的研究

作者：王志勇东北大学

学位级别：硕士

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基于谐振开关电容直流升压变换器的研究

基于谐振开关电容直流升压变换器的研究

作者：王海峰东北大学

学位级别：硕士

近年来,随着电力电子技术的快速发展,小型化、高频化、高效率已经成为直流开关电源设计的基本要求。开关电容类变换器因其体积小、能量密度高在中小功率场合得到了广泛的应用。然而在实现高频化的过程中,开关管在硬开关条件下工作,直接... 详细信息

近年来,随着电力电子技术的快速发展,小型化、高频化、高效率已经成为直流开关电源设计的基本要求。开关电容类变换器因其体积小、能量密度高在中小功率场合得到了广泛的应用。然而在实现高频化的过程中,开关管在硬开关条件下工作,直接提高开关频率,将会导致很大的开关损耗和严重的电磁干扰(EMI),从而使得直流变换器效率降低,因此限制了开关频率的提高。软开关技术的出现及应用,有效的降低了开关管的开关损耗和EMI。在直流开关电源的软开关技术中,谐振变换器因其自然软开关特性和较低的EMI,在高频开关电容直流变换器中得到了广泛的应用与研究。本文首先对开关电容类变换器进行了系统地研究,根据其存在输入电流为脉动电流、开关管工作在硬开关状态的问题,引入了一个较小的谐振电感。并列举了几种典型的谐振开关电容变换器。针对其具有软开关实现困难,谐振电感参数设计困难,元件电压应力大的问题提出了一种新型谐振开关电容直流升压变换器。本文所提改善方案的主拓扑结构在不增加元件的情况下,可以实现开关管零电压开通,使得变换器的效率进一步提高。同时简化电感参数设计,减小元件电压应力,有效拓宽变换器的输出电压增益范围,电感电流连续,避免了变换器电感电流断续引起的失去输出电压调节能力和在实际系统中电感电流由连续向断续过渡时引起的系统不稳定的问题。本文详细介绍了其稳态工作原理,并对各元件电压应力,输出电压增益,输出特性以及损耗进行了分析,同时根据理论分析,给出了参数设计。最后,利用Saber 2012仿真平台搭建了一个140W的仿真模型对其进行了仿真验证,仿真结果证明了其有效性。

关键词：谐振变换器 PFM 谐振开关电容直流升压

三相无源软开关逆变器拓扑结构分析及其性能评价

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三相无源软开关逆变器拓扑结构分析及其性能评价

作者：翟明圆东北大学

学位级别：硕士

由于现代电力电子装置愈来愈趋向于小型化和轻量化,必然要求开关频率越来越高。当开关频率很高时,传统硬开关逆变器电路中,功率器件开关瞬间将出现峰值电流(负载电流、二极管反向恢复电流以及器件上寄生电容的放电电流)和极高的器件损... 详细信息

由于现代电力电子装置愈来愈趋向于小型化和轻量化,必然要求开关频率越来越高。当开关频率很高时,传统硬开关逆变器电路中,功率器件开关瞬间将出现峰值电流(负载电流、二极管反向恢复电流以及器件上寄生电容的放电电流)和极高的器件损耗峰值,还会产生电磁干扰问题。针对硬开关逆变器开关损耗大的问题,软开关电路的提出解决了这些问题。本文是基于国家高技术研究发展计划(863计划)资助的《电气传动及控制系统节能技术的研发》(课题编号：2006AA04Z183)中的一部分——软开关三相PWM逆变器研究的课题进行的论述。为了实现一种结构简单、高效、高频、低电压应力、易于控制的软开关三相逆变器。本文提出了一种控制简单的三相无源软开关逆变器,其控制简单,不需要改变原来硬开关逆变器的控制方式;拓扑电路中没有增加辅助功率开关器件,仅在原来硬开关逆变器中增加了谐振电感、谐振电容、快速恢复二极管和耦合电感等无源辅助器件。具有结构简单、控制方便、成本低、功耗小等特点。而且通过拓扑结构中的储能元件,在死区时间内可以实现续流,降低死区对输出电流和电压的影响。本文主要对该软开关逆变器的工作模式进行了详尽的理论分析,其中针对软开关动作、动作模式时间、输入电容电压变化、输出电压误差等问题作了专题性讨论;在理论分析的基础上进行了针对性仿真实验,通过与传统硬开关的对比仿真实验验证了该回路控制方法简单、在低频时输出电流畸变率低、开关动作损耗低等特点。并且通过畸变率分析、频谱分析、输出电压误差分析等,对该软开关逆变器作了性能评价。最后针对本文中的三相无源软开关逆变器理论分析和系统仿真中出现的问题进行了总结和分析,并针对这些问题作了工作展望。

关键词：软开关无源软开关 PWM逆变器 SPWM控制

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并联谐振直流环节逆变器的研究

并联谐振直流环节逆变器的研究

作者：谢昊霖东北大学

学位级别：硕士

随着电力电子技术的不断发展,逆变器在清洁能源领域、航空电源和电机调速等领域拥有日益重要的作用。自20世纪80年代以来,以绝缘栅极双极型晶体管(IGBT)为代表的全控型器件被广泛应用,同时人们愈发需要逆变器向高频化、小型化与轻量化... 详细信息

随着电力电子技术的不断发展,逆变器在清洁能源领域、航空电源和电机调速等领域拥有日益重要的作用。自20世纪80年代以来,以绝缘栅极双极型晶体管(IGBT)为代表的全控型器件被广泛应用,同时人们愈发需要逆变器向高频化、小型化与轻量化的方向发展。由于硬开关逆变器具有较大的开关损耗以及电磁干扰等问题,软开关技术应运而生,满足了这些要求。在众多软开关逆变拓扑中,谐振直流环节逆变器因其性能优越受到众多学者的青睐。本文首先介绍了谐振直流环节逆变器的发展历程,随后对几种典型的谐振直流环节逆变器拓扑进行了深入的分析,发现这些拓扑存在很多问题,例如有的拓扑开关器件电压应力高;有的拓扑需要在电感电流中设定阈值,导致回路控制难度大;有的拓扑需要在直流母线之间串联大容量电解电容;有的拓扑需要使用耦合电感或变压器,增加了回路的成本,降低了实用性。针对这些问题,本文提出一种新型并联谐振直流环节逆变器。所提逆变器不仅具有结构简单,变换效率高,电压应力低的优点,还可以实现逆变器开关管的零电压开关,谐振单元的开关管的零电压或零电流开关。同时,谐振电路功率小,逆变桥的续流二极管可以实现软关断,克服了反向恢复问题。并且直流母线之间没有串联大容量电容,确保没有中性点电位变化问题。而且,直流母线电压可以根据逆变器的PWM调制和软开关操作的要求,在任何时刻过零,并持续所需的时间,可以灵活采用各种调制策略。本文首先通过分析得到该逆变器各个工作模式的等效电路图,随后建立数学模型并详细分析其工作原理、稳态特性、元器件损耗以及参数设计方法。最后使用仿真软件搭建仿真平台来验证前文理论分析的有效性。

关键词：逆变器软开关谐振直流环节零电流开关零电压开关

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一种结构简单的辅助谐振软开关逆变器的研究

一种结构简单的辅助谐振软开关逆变器的研究

作者：邱佳雄东北大学

学位级别：硕士

中小功率逆变器在新能源并网、不间断电源和电机驱动领域具有极其广泛的应用,在高频化的发展趋势下,传统硬开关逆变器较大的开关损耗以及电磁干扰等问题日益突出。为了解决这些问题,软开关逆变器被提出,其中使用辅助谐振电路的谐振直流... 详细信息

中小功率逆变器在新能源并网、不间断电源和电机驱动领域具有极其广泛的应用,在高频化的发展趋势下,传统硬开关逆变器较大的开关损耗以及电磁干扰等问题日益突出。为了解决这些问题,软开关逆变器被提出,其中使用辅助谐振电路的谐振直流环节逆变器以及辅助谐振极型逆变器是两类非常重要的拓扑。通过对各种典型的软开关逆变器的辅助谐振电路成果的分析和研究,本文针对一种优质的辅助谐振极逆变器辅助谐振电路使用元件数量多以及电路结构复杂的问题,对辅助谐振电路进行改进,提出一种新型辅助谐振极逆变器,该逆变器在实现电路中开关器件的软开关的同时,不需要为辅助开关管的软关断设置额外的谐振回路,其依靠自身寄生电容的缓冲作用自动实现辅助开关管的零电压关断。不但降低了辅助开关管的电流应力,减小了电路中无功能量转化过程造成的损耗,而且减少了辅助谐振电路的元件数量,完成了辅助谐振电路的简化,降低了逆变器的成本,提高了逆变器的性能和实用性。新型辅助谐振极逆变器有更优良的性能,但需要采用多至三组的辅助谐振电路,在中小功率应用场合不具有吸引力。针对这一问题,本文提出将辅助谐振电路转移至直流环节,进一步提出一种结构简单的谐振直流环节逆变器。逆变器辅助谐振回路由原来的三套减为一套,极大地减少了元件数量,实现了电路结构的进一步简化。此外该逆变器谐振电路功率小,所有元件耐压被限制在直流电压以下,电路控制简单,便于工程实现。本文首先分析该逆变器的换流过程,划分工作模式并根据不同模式下的等效电路建立数学模型,随后分析辅助开关管寄生电容的充放电形式及影响,详细阐述了开关管的软开关实现条件、回路损耗计算方式以及逆变器参数设计方法,最后使用Matlab仿真平台搭建实验模型验证所提软开关逆变器的有效性,并对逆变器的各种特性进行评价。

关键词：逆变器调制策略软开关零电压开关中小功率

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不对称半桥零电压零电流PWM变换器的研究

不对称半桥零电压零电流PWM变换器的研究

作者：王银银东北大学

学位级别：硕士

直流变换就是通过电路控制开关管进行高速的开通与截止,将直流(交流)电转化为所需要的一组或多组电压的装置。随着电力电子技术的迅速发展,极大的推动了高效率、小体积、轻重量、高精度的开关电源的研究和应用。尤其在低压大电流输出和... 详细信息

直流变换就是通过电路控制开关管进行高速的开通与截止,将直流(交流)电转化为所需要的一组或多组电压的装置。随着电力电子技术的迅速发展,极大的推动了高效率、小体积、轻重量、高精度的开关电源的研究和应用。尤其在低压大电流输出和中小功率变换场合,降低开关管的电压应力以及减小电压和电流变化率对提高功率变换效率和减小EMI具有重要意义。不对称半桥直流变换器具有开关管电压应力低和拓扑结构简单的优点,因而得到广泛的研究。同时,为了提高开关频率和降低开关损耗,软开关技术应运而生。软开关技术可以改善功率开关器件的运行环境,提高系统运行的可靠性,降低变换器的功率损耗,抑制过高的电压电流变化率,有效防止电磁干扰,降低系统噪声等优点。因此,不对称半桥软开关直流变换器受到了国内外学者的广泛关注。通过对大量半桥型直流变换器拓扑的分析研究发现,半桥型直流变换器普遍存在轻载时难以实现软开关、副边整流电路损耗大的问题,这也是半桥型变换器在未来实际应用中必须解决的关键技术难题。针对上述问题,本文提出了一种不对称半桥(AHB)零电流准谐振变换器。本文提出一种不对称半桥(AHB)零电压零电流软开关PWM DC-DC变换器由PWM控制的带有边缘谐振无损缓冲单元的半桥逆变器和一个与高频变压器连接的倍流整流器组成。为了在高频逆变器的原侧获得较宽的零电流软开关变换范围,在半桥臂中采用的无损缓冲单元由一个开关管和一个无损电容组成,在PWM方式下实现宽范围的ZCS软开关转换,并且对输入电流等级不是十分依赖。此外,变换器能够零电压零电流关断。根据不同模式下的等效电路图,分析这种变换器的工作原理、软开关实现条件以及参数设计原则。最后,采用绝缘栅双极性晶体管IGBT (insulated gate bipolar transistor),通过仿真验证该变换器的有效性。

关键词：不对称半桥直流变换器有源辅助无损边缘谐振电路 PWM 零电压零电流关断倍流整流