检索结果-南通市图书馆

作者：王淼广西大学

学位级别：硕士

分布式发电(Distributed Generation,DG)以其发电方式灵活、能源利用率高、环境污染小等优点日益成为传统电网的有效补充,并网逆变器作为分布式电源与电网的接口,在并网发电中起着关键作用。本文以并网逆变器为研究对象,提出了abc自然... 详细信息

分布式发电(Distributed Generation,DG)以其发电方式灵活、能源利用率高、环境污染小等优点日益成为传统电网的有效补充,并网逆变器作为分布式电源与电网的接口,在并网发电中起着关键作用。本文以并网逆变器为研究对象,提出了abc自然坐标系(Natural Coordinates,NC)、虚拟电机(Virtual Machine,VM)的概念,通过对虚拟电机磁链的准确观测,解决分布式电源接入电网时电压波动和功率因数不高的问题。与传统的电压定向和虚拟磁链定向不同,本文所介绍的方法将逆变桥输出电压的积分直接看作虚拟电机磁链,逆变桥以外的部分看作虚拟电机,于是,虚拟电机部分类似于一台无限大的、由逆变器供电并以同步速恒速运行的同步电机。同时,建立abc自然坐标系下的数学模型,提出了基于虚拟电机模型的分布式发电并网逆变器的自然坐标无功稳压控制策略和准直接功率控制(Quasi Direct Power Control,QDPC)策略。两种方法均在自然坐标系下,通过虚拟电机磁链进行定向,abc三相分相独立控制,实现了有功电流和无功电流的解耦。最后,通过Quaser8+dSPACE的半控制器全实物实验平台进行快速实时验证。实验结果表明,本文所介绍的两种方法在无需任何坐标变换、无需锁相环节、无需交流侧电压传感器的条件下均能有效运行。VM无功稳压控制能够快速、持久的保持交流侧和直流侧电压的稳定;VM-QDPC策略使逆变器运行于负单位功率因数,而且能够在小范围内实现完全无模型控制,克服部分源/荷的不平衡,提高了系统鲁棒性。

关键词：并网逆变器虚拟电机自然坐标直接功率控制稳压控制

基于氮化物薄膜热电材料的温差发电模块优化研究

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基于氮化物薄膜热电材料的温差发电模块优化研究

作者：安小宁华北水利水电大学

学位级别：硕士

近年来,随着社会工业化和科技化的不断发展,人类对能源的需求越来越大,化石能源逐渐趋于枯竭,但是电力能源的需求仍在不断加大,能源过度消耗产生的能源短缺及过程中引发的环境问题使人们更加注重能源的高效利用。开发可再生新能源和探... 详细信息

近年来,随着社会工业化和科技化的不断发展,人类对能源的需求越来越大,化石能源逐渐趋于枯竭,但是电力能源的需求仍在不断加大,能源过度消耗产生的能源短缺及过程中引发的环境问题使人们更加注重能源的高效利用。开发可再生新能源和探索新的高效节能技术来满足日益增长的能源使用需求,已经成为当前科学界乃至各个国家发展的战略重点。温差发电技术是利用热电半导体材料的温差电效应,将太阳能、地热能、汽车尾气废热、工业余热等低品位能源转化为电能,是一种安全、无污染、绿色、环保的发电技术。但是与传统发电技术相比,温差发电技术的发电效率普遍不高,严重制约了其快速发展及大规模应用,而影响温差发电效率不高的根本因素是热电材料的热电转换性能不够好。基于上述情况,研发高性能热电材料,优化温差发电模块工作性能,可以有效提高温差发电技术的应用价值。论文主要工作如下:1.介绍了温差发电的基本原理和提升温差发电性能的研究方法,一是三个温差发电效应,即塞贝克效应、帕尔贴效应、汤姆逊效应;二是评价温差发电性能的参数主要有热电优值、输出功率和热电转换效率;三是热电性能研究计算方法主要包括密度泛函理论和玻尔兹曼输运理论。2.利用Matlab/simulink搭建了温差发电模块的仿真模型,并将其他参数保持固定不变,确保在相同条件下分析不同热电性能的材料对温差发电模块性能的影响。3.基于密度泛函理论和半经典玻尔兹曼输运理论,使用全势线性缀加平面波(FP-LAPW)方法计算薄膜电子结构,Perdew交换相关能采用Perdew–Burke–Ernzerhof格式的广义梯度近似,通过建立并优化晶体结构、计算电子结构、热电输运性质分析等步骤,逐步计算得出单层(M=Zr,Hf)MNX(X=Cl,Br)的塞贝克系数、电导率、电子热导率、晶格热导率等热电参数随温度和载流子浓度的变化规律。4.热电材料在不同温度范围内热电性能有所差异,本文选定了300K-400K、800K-900K和1300K-1400K三个温度区间,在三个温度区间内分别寻找热电材料最高的热电优值,并根据最高热电优值对应的温度与载流子浓度,得到对应的塞贝克系数、电导率、热导率,然后代入温差发电模型进行对比分析,结果表明在三个温度区间内,温差发电输出功率与热电转换效率的最优者分别为单层Zr NBr、单层Hf NBr和单层Hf NCl,为以后温差发电模块工作性能优化提供了应用依据。

关键词：温差发电氮化物薄膜输出功率热电转换效率稳压控制

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三相四线制三电平三桥臂APF控制策略研究

三相四线制三电平三桥臂APF控制策略研究

作者：秦明安徽大学

学位级别：硕士

当今社会的发展离不开电能。随着近代社会突飞猛进的发展,大量的电力电子产品被人们使用。这给人们带来了便利,同时也给电力系统注入了大量的谐波、无功及零序电流。这些谐波、无功及零序电流不仅影响输电线路的使用寿命,同时影响周围... 详细信息

当今社会的发展离不开电能。随着近代社会突飞猛进的发展,大量的电力电子产品被人们使用。这给人们带来了便利,同时也给电力系统注入了大量的谐波、无功及零序电流。这些谐波、无功及零序电流不仅影响输电线路的使用寿命,同时影响周围用电设备的使用寿命,造成不必要的损失。因此,提高电能质量具有十分重要的意义。传统的无源滤波器只能对某些特定次谐波进行补偿,并不能满足需求,而有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)具有良好的动态跟踪补偿性能,能够治理负载电流畸变,补偿基波正序无功分量以及补偿基波负序零序分量。本文主要研究对象为三相四线制三电平三桥臂APF,简单介绍了无功功率理论及谐波电流的几种检测方法。选用二极管钳位型三电平APF拓扑结构,介绍了 APF的工作原理,对二极管钳位型三电平APF逆变电路几种工作状态进行分析并建立对应abc三相坐标系下时域模型;为了便于控制器的设计进行d-q旋转坐标变换并采用前馈解耦控制,通过内环电流控制及外环电压控制实现对APF控制系统的设计,并对电流控制系统及电压控制系统PI调节器参数进行优化。单独分析了直流侧中性点电压不平衡原因,给出了完整的系统控制框图,为了抑制中性点电压偏移,采用SVPWM算法控制。分析了系统在含有零序电流及不含有零序电流两种情况下27个空间矢量对中性点电压的影响以及采取的相应控制措施,并对SVPWM算法进行简化处理。最后,对APF直流侧电容及交流侧LCL滤波器参数进行优化设计,并通过MATLAB搭建仿真模型,通过仿真波形的准确结果验证设计电路的可行性;搭建实验平台,测量相关参数及波形,验证文中给出的相关控制策略的有效性。

关键词：有源电力滤波器稳压控制解耦控制中性点电压不平衡

并联磁路式切向结构汽车用混合励磁发电机设计与研究

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并联磁路式切向结构汽车用混合励磁发电机设计与研究

作者：臧利国山东理工大学

学位级别：硕士

混合励磁发电机既具有永磁发电机质量轻、损耗小、效率高的优点,又具有电励磁发电机良好的电磁调节特性和低速性能,在汽车电源系统领域内有着重要的应用价值。根据磁路关系分析了串联磁路式、并联磁路式混合励磁发电机的多种拓扑方... 详细信息

混合励磁发电机既具有永磁发电机质量轻、损耗小、效率高的优点,又具有电励磁发电机良好的电磁调节特性和低速性能,在汽车电源系统领域内有着重要的应用价值。根据磁路关系分析了串联磁路式、并联磁路式混合励磁发电机的多种拓扑方案,对比分析爪极式、径向励磁、盘式、切向励磁四种转子结构,提出了磁路相互独立、可避免永磁体不可逆退磁的永磁与电磁并联磁路式切向结构混合励磁发电机的结构设计方案,并从电动势平衡方程角度阐述了发电机的上作原理。建立了发电机的磁通源等效磁路和磁动势等效磁路的数学模型,利用磁场有限元软件ANSYS/Magnetic-Nodal对发电机永磁磁场、电励磁磁场、混合励磁磁场的磁力线、磁通密度矢量、磁通密度模值的分布和电磁调节特性进行了仿真分析和数值计算,验证了发电机设计方案的可行性。以电励磁磁场能够完全控制永磁磁场为设计原则对主发电机部分和辅助电励磁部分的转子进行了电磁设计,对定子、定子绕组、端盖及风扇等零部件进行了结构设计。在综合分析混合励磁发电机单片机控制器、DSP控制器和模拟电路控制器工作特点的基础上,设计了由基准电路、比较电路、控制电路和触发电路组成的稳压控制器。对设计样机的空载特性、外特性、调节特性、励磁电流和电动势关系的试验数据曲线进行了分析,稳压效果和低速供电特性良好,满足国家标准要求。

关键词：汽车混合励磁发电机并联磁路稳压控制有限元分析

多自由度ICPT系统拾取方位自整定及相关控制技术研究

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多自由度ICPT系统拾取方位自整定及相关控制技术研究

作者：祝兵权重庆大学

学位级别：硕士

感应耦合电能传输(Inductive Coupled Power Transfer)技术是一种新兴的电能传输技术,它是基于电磁感应原理,综合利用现代电力电子技术、磁场耦合技术以及控制理论,实现用电设备以非电气接触的方式从电网获取电能的技术,具有便捷、安全... 详细信息

感应耦合电能传输(Inductive Coupled Power Transfer)技术是一种新兴的电能传输技术,它是基于电磁感应原理,综合利用现代电力电子技术、磁场耦合技术以及控制理论,实现用电设备以非电气接触的方式从电网获取电能的技术,具有便捷、安全、低维护、可靠性高及环境亲和力强等优点。本文以国家自然科学基金项目“高效多自由度非接触电能传输系统关键技术研究”(基金号:50777071)以及重庆市科技攻关项目“城市电气化交通新型供电模式研究与开发”(项目编号:CSTC2008AC3089)为依托,针对拾取机构或者受电设备的空间方位局限性以及相关问题进行研究。其目的是提升拾取机构的多自由度拾取能力,为开发一种具有磁力线方位自动跟踪的自适应多自由度拾取机构打下铺垫,并实现相关电路设计,保证多自由度拾取机构方位自整定、推拉式谐振软开关逆变电路实现及其输出电压的稳定。本文首先对拾取机构方位自整定机理进行研究,提升了拾取机构的灵活性,然后通过对发射电路的改善设计,实现了ICPT系统的谐振软开关发射电路,减少了能量损耗,最后通过对拾取端斩波控制机理的研究,提出了ICPT系统输出电压的主动控制技术,实现了拾取端输出电压的稳定。这些均能够提升了ICPT系统的稳定性及有效性,为ICPT技术的实用化打下坚实的基础。最后,论文借助Matlab/Simulink仿真软件对多自由度ICPT系统推拉式谐振软开关逆变电路以及输出稳压电路的相关参数进行了仿真,为电路中器件的参数设计提供了参考依据。接着根据理论分析以及仿真模型设计实验电路,分别对多自由度拾取机构、逆变电路以及稳压电路的关键参数进行了实验测定,验证了理论分析与仿真结果的有效性。

关键词：感应耦合电能传输多自由度拾取稳压控制

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异步发电机电压稳定的模糊控制策略研究

异步发电机电压稳定的模糊控制策略研究

作者：刘国壮青岛大学

学位级别：硕士

鼠笼转子自励异步发电机（Self-excited Induction Generators,SEIG）与同步发电机相比具有坚固耐用、结构简单、易于制造等优点,已成为当下独立电源、移动电站的研究和应用热点之一。异步发电系统作为独立供电系统在运行时,机端电压容... 详细信息

鼠笼转子自励异步发电机（Self-excited Induction Generators,SEIG）与同步发电机相比具有坚固耐用、结构简单、易于制造等优点,已成为当下独立电源、移动电站的研究和应用热点之一。异步发电系统作为独立供电系统在运行时,机端电压容易受到负载变化的影响,故必须投入无功补偿装置以提高其带载能力,使其电压恢复到额定值。静止同步补偿器（Static Synchronous Compensator,STATCOM）是重要的无功补偿装置,其由全控型开关器件组成的自换向逆变器以及选配的储能装置构成,工作原理基于瞬时无功功率理论,具有动态响应迅速、无功调节平滑等优势。模糊控制是一种无需被控对象精确数学模型的智能控制,具有适应性强、控制精确、易于设计等优点,模糊控制已成为控制领域应用最广泛的控制手段之一。本文主要研究采用模糊PI控制策略的STATCOM系统,并将其用于补偿鼠笼转子异步发电机机端电压。论文从SEIG工作原理出发,基于dq坐标变换分析定、转子之间电流电压关系,在考虑励磁电感饱和性的基础上,建立精确的电机暂态模型,并对模型进行空载建压仿真;随后通过分析STATCOM拓扑结构,搭建时域数学模型。采用劳斯判据对STATCOM系统进行稳定性分析,并对装置的响应时间进行推理估算。在传统PI控制器基础上采用模糊控制策略,使PI控制参数能够自动调整,实现了STATCOM系统在dq坐标系下的精确控制。设计一种双dq坐标系自解耦锁相环跟踪系统,从而能够得到负载电压相位角及正负序矢量,自解耦锁相环跟踪系统主要思想是对旋转方向相反的两组派克变换结果进行交叉解耦,采用负序电压前馈控制策略,以实现三相电压、电流基波正序相位跟踪。STATCOM系统采用模糊控制策略下的双闭环直接电压控制方式,对电压环和电流环分别设计,并建立Simulink模型进行仿真验证。在STATCOM与SEIG实验系统基础上,采用相关软件进行编程,通过实验验证控制策略的可行性。从仿真结果和实验结果的比对可以看出,基于模糊控制策略的STATCOM可有效应用于异步发电机带载运行系统的无功补偿,且能比传统PI控制更好地平滑调节机端电压,从而提高了异步发电独立系统的稳定运行能力。

关键词： STATCOM 自激异步发电机模糊控制双dq变换锁相环稳压控制

一种负载适用范围广的节能型开关电源及其冗余控制

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一种负载适用范围广的节能型开关电源及其冗余控制

作者：黄志平杭州电子科技大学

学位级别：硕士

开关电源具有效率高、功率因数高、体积小、可靠性高等特点,已成为现代电源的主流形式,也是各类用电设备必需的基础技术,需求量大。但是普通的开关电源难以给同功率规格的直流电动机类负载供电,由于普通的开关电源在给直流电动机(特别... 详细信息

开关电源具有效率高、功率因数高、体积小、可靠性高等特点,已成为现代电源的主流形式,也是各类用电设备必需的基础技术,需求量大。但是普通的开关电源难以给同功率规格的直流电动机类负载供电,由于普通的开关电源在给直流电动机(特别是机械特性硬的直流电动机类)负载供电时,因电动机的动态电流往往高过其额定值的许多倍,使得开关电源给同功率规格的电机类负载供电时常因过电流保护关机而无法工作、或需要大幅降额使用而造成极大浪费等问题。本文针对这一问题提出了一种适于电机负载且负载适用范围广的新型AC/DC开关电源方案,不仅能解决开关电源给同功率规格的硬特性直流电动机负载供电的难题,而且具有很好的动态恒流与稳态恒压的性能。新型开关电源采用ZCS-PWM变换器的软开关技术以减小开关电源内部的动态功耗,降低能源消耗,同时将电动机负载的制动能量进行储存达到能量回收的效果。采用冗余电源方案进一步提高对负载供电的可靠性。本文还采用嵌入式技术使新型开关电源的功能得到扩展,这对扩大开关电源的应用范围将具有重要的技术与经济意义。本文介绍了新型开关电源的总体设计方案,分析其结构与原理。在建立直流电动机负载条件下的开关电源数学模型基础上,提出了新型开关电源综合控制算法:以稳压控制为内环(工作于ID调节方式)、以动态最大电流约束控制为外环(工作于NDPI调节方式)。通过MATLAB对各种调节方式进行仿真、比较、分析,验证了该方案的可行性。完成新型开关电源的软硬件设计。硬件部分包括开关电源的主电路、辅助电路、蓄电池充放电电路、电压电流信号检测电路、控制器外围电路等;软件部分主要包括电压、电流信号的采集、综合控制算法的实现、PWM信号的生成等,同时介绍了功能扩展基础,包括μC/OS-??在嵌入式芯片MC9S12NE64上的移植、MC9S12NE64以太网功能的初始化等。本系统基本达到了预期目的,将具有良好的应用前景。

关键词：开关电源直流电动机电流约束控制稳压控制节能

汽车用组合永磁与无刷电磁并联磁路复合励磁稳压发电装置研究

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汽车用组合永磁与无刷电磁并联磁路复合励磁稳压发电装置研究

作者：尤迪山东理工大学

学位级别：硕士

汽车用复合励磁发电机兼具永磁发电机功率密度高和电励磁发电机电磁调节方便的优点,成为今后车用发电机的研究重点。对比各种复合励磁发电机的拓扑结构,提出了组合永磁与无刷电磁并联磁路复合励磁发电机的设计方案;分析了组合永磁转子... 详细信息

汽车用复合励磁发电机兼具永磁发电机功率密度高和电励磁发电机电磁调节方便的优点,成为今后车用发电机的研究重点。对比各种复合励磁发电机的拓扑结构,提出了组合永磁与无刷电磁并联磁路复合励磁发电机的设计方案;分析了组合永磁转子、无刷爪极电励磁转子以及并列式复合励磁发电机的磁路走向特点。根据汽车用发电机的主要技术指标,对组合永磁与无刷电磁并联磁路复合励磁发电机的转子与定子结构参数进行设计,确定了组合永磁转子、无刷电磁爪极转子和定子的几何尺寸。运用槽矢量星形图确定了各个相带的槽号分配,根据槽号分配确定3相8极36槽分数槽绕组的绕线方法。利用Ansoft有限元仿真软件分别建立了组合永磁转子二维仿真模型、无刷爪极电励磁转子三维仿真模型以及复合励磁转子三维仿真模型,并对组合永磁转子和无刷爪极电励磁转子进行优化设计,仿真得到二维和三维模型在静态磁场中的磁力线图、磁通密度云图、磁通密度矢量图,及其在瞬态磁场中的电枢感应电动势波形图,验证了本设计的合理性。在综合分析复合励磁发电机稳压控制策略的基础上,采用由基准电路、比较电路、触发电路和H桥控制电路组成的电子稳压控制器,通过仿真分析验证了电子稳压控制器可以保证组合永磁与无刷电磁复合励磁发电机在宽转速、宽负载范围内输出电压稳定,并对样机性能进行试验,达到设计要求。

关键词：汽车混合励磁发电机无刷电磁组合永磁稳压控制

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非接触电能传输系统拾取技术研究

非接触电能传输系统拾取技术研究

作者：朱军峰重庆大学

学位级别：硕士

非接触电能传输(Contactless Power Transfer,简称CPT )技术为非接触能量传输提供了一种新的途径。近几年,应用非接触电能传输技术取得的诸多成功的案例,展示了其广阔的应用前景,与非接触电能传输技术相关的理论、分析方法、设计方法以... 详细信息

非接触电能传输(Contactless Power Transfer,简称CPT )技术为非接触能量传输提供了一种新的途径。近几年,应用非接触电能传输技术取得的诸多成功的案例,展示了其广阔的应用前景,与非接触电能传输技术相关的理论、分析方法、设计方法以及控制问题得到了人们很大的重视,获得了一些对实际应用有价值的结果。论文以重庆市科委重点基金项目和国家自然科学基金项目为背景,主要研究非接触电能传输系统拾取部分的频率补偿和输出电压稳定性控制问题。论文首先介绍了非接触电能传输技术的国内外现状、本课题研究的目的及意义、结构和原理,并介绍了适用于非接触电能传输系统各种不同应用领域中的电磁耦合机构和拾取电路的结构。论文对非接触电能传输系统拾取电路的频率补偿技术进行了研究。针对非接触电能传输系统拾取电感中消耗的无功功率,采用副边回路接入谐振电容的方法来改善拾取电路功率因数。针对系统在工作过程中受干扰和负载变化所引起的拾取电路谐振环节的固有谐振频率偏离系统工作频率,导致拾取电路无功功率增加系统效率降低的问题,本文采用动态频率补偿模式的方法,以使谐振环节电路的固有谐振频率始终和系统的工作频率保持一致,保证了系统的传输效率。最后对非接触电能传输系统输出电压稳定性控制技术进行了研究。针对非接触电能传输系统输出电压受负载阻抗和系统工作频率变化的影响的问题,同时考虑到问题的复杂性,本文采用在拾取电压输出侧加入直流调整环节的方法。对输出电压稳定性控制原理和功率传输问题进行了分析,并对输出稳压控制电路进行设计。论文建立了系统模型,并用PSpice与Simulink进行相关仿真分析,得到了较佳的设计方案。最后根据相关研究结果对非接触电能传输系统和拾取输出稳压控制电路进行设计,并进行了实验,验证了理论计算和仿真结果。实验结果表明这种控制方式可以很好的实现系统输出电压的稳定。

关键词：非接触电能传输频率补偿稳压控制

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车用永磁发电机及其控制系统的研究

车用永磁发电机及其控制系统的研究

作者：王金平沈阳工业大学

学位级别：硕士

本文结合“车用永磁发电机及其控制系统的研究”课题，对宽转速车用永磁发电机的工作特点、设计方法、稳压控制以及未来汽车供电系统的发展趋势进行了详细的分析研究，取得了一些具有工程实用价值的成果。首先，从本课... 详细信息

本文结合“车用永磁发电机及其控制系统的研究”课题，对宽转速车用永磁发电机的工作特点、设计方法、稳压控制以及未来汽车供电系统的发展趋势进行了详细的分析研究，取得了一些具有工程实用价值的成果。首先，从本课题采用的径向式结构的三相永磁同步发电机的物理模型出发，得出其基本电路方程式，并分析了永磁磁动势与绕组磁动势间相对位置的不同而对绕组电感不同的影响，相电流对磁路饱和效应的影响，为车用永磁发电机的优化设计提供了理论依据。然后，根据开发车用永磁发电机的技术难点，分析比较了现有的车用永磁发电机的磁路结构，综合不同结构的优缺点，给出了本课题车用永磁发电机采用的磁路结构。从车用永磁发电机在整个转速范围内的效率和利用程度考虑，通过大量的计算和分析，研究了车用永磁发电机主要设计参数的确定方法，为车用永磁发电机的本体设计提供了有力的依据，并利用混合罚函数法对车用永磁发电机进行优化设计;从改善车用永磁发电机的通风冷却条件和提高功率密度两方面考虑，采取了在转子上开通风孔的措施，并利用电磁场有限元法对车用永磁发电机磁路结构进行分析，得出通风孔的最佳形状和分布位置。在以上分析的基础上，设计并制造了三台样机，试验结果良好。最后，结合现代电力电子技术，利用整流桥、逆变器、MOSFET等元器件设计并实现了车用永磁发电机恒压输出控制;从未来汽车电气系统的发展方向和高效节能方面考虑，提出未来汽车的多电压供电系统的典型配电模型，并对该模型进行具体设计，实现多电压供电的功能，并给出了控制线路中各主要部分的波形。结果表明，该供电系统性能较好。

关键词：车用永磁发电机绕组电感稳压控制多电压供电系统