基于Cuk交流斬波器的路燈調光控制技術研究
發(fā)布時間:2022-02-19 21:19
高壓鈉燈以其光效高、壽命長、透霧能力強等優(yōu)點,在道路與場館照明領域得到了廣泛的應用。但是,在實際使用過程中,由于傳統(tǒng)的高壓鈉燈與電感鎮(zhèn)流器不具有調光的功能,造成了能源的無謂浪費;同時,由于線路損耗的原因,造成線路末端的高壓鈉燈工作電壓過低,導致其無法正常工作;此外,電網(wǎng)系統(tǒng)的復雜性也會造成電器端電壓的波動超過國家標準,縮減氣體放電燈具的工作壽命;诖,本論文設計了一種基于交流斬波器的路燈調光控制器,以滿足高壓鈉燈在實際運行中對電壓穩(wěn)定性和快速調節(jié)的高性能要求。論文提出了一種輸出電壓連續(xù)可調的路燈調光控制器方案,應用Cuk型電路拓撲能夠升高或降低輸出電壓的原理,將Cuk交流斬波器電路應用于路燈調光控制。首先對Cuk交流斬波器的原理進行分析,然后給出了Cuk交流斬波器主電路拓撲中各參數(shù)的設計方法,最后在MATLAB/Simulink平臺上進行了開環(huán)仿真驗證,證明了其在道路照明節(jié)能控制領域具有一定優(yōu)勢。在此基礎上,針對電壓有效值反饋控制存在的動態(tài)響應速度慢的問題,基于狀態(tài)空間平均法建立了Cuk型AC/AC變換器的數(shù)學模型,提出了“電壓有效值雙前饋的復合控制策略”;MATLAB/Simuli...
【文章來源】:大連理工大學遼寧省211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:59 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題背景
1.2 國內外照明節(jié)能技術研究現(xiàn)狀
1.2.1 采用效率更高、壽命更長的照明電光源
1.2.2 集中式照明節(jié)能技術
1.2.3 分布式照明節(jié)能技術
1.3 國內外交流斬波調壓技術研究現(xiàn)狀
1.4 本課題研究的主要內容
2 Cuk交流斬波器工作原理與仿真研究
2.1 Cuk交流斬波器工作原理
2.1.1 Cuk交流斬波器的開關拓撲
2.1.2 Cuk交流斬波器的驅動方式
2.1.3 Cuk交流斬波器的工作原理
2.2 主電路參數(shù)設計
2.2.1 主電路電感電容參數(shù)設計
2.2.2 緩沖電路拓撲選型和參數(shù)設計
2.3 Cuk交流斬波器的開環(huán)仿真研究
2.4 本章小結
3 Cuk交流斬波器閉環(huán)控制系統(tǒng)設計
3.1 Cuk交流斬波器數(shù)學模型的建立
3.2 電壓雙前饋復合控制策略
3.3 Cuk交流斬波器的閉環(huán)仿真研究
3.4 控制器分時調壓控制策略
3.5 本章小結
4 路燈調光控制系統(tǒng)實驗研究
4.1 調光控制器整體設計方案及功能概述
4.2 調光控制器樣機設計及性能測試
4.2.1 電壓過零檢測電路設計
4.2.2 IGBT驅動電路設計
4.2.3 輸入輸出電壓采樣電路設計
4.2.4 死區(qū)電路設計
4.3 其它外圍模塊設計
4.3.1 系統(tǒng)電源模塊設計
4.3.2 時間控制模塊
4.4 主電路輸入輸出性能測試
4.5 路燈調光節(jié)能效果測試
4.6 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]IGBT的過電壓保護及其緩沖電路[J]. 譚耀燊,劉新根. 電子技術與軟件工程. 2016(24)
[2]中國綠色照明工程發(fā)展與實施回顧[J]. 高飛,鄭炳松. 照明工程學報. 2016(04)
[3]基于直接AC/AC變換的動態(tài)電壓恢復器研究[J]. 金楠,康冬祎,崔光照. 電工技術學報. 2015(11)
[4]照明控制技術的進展[J]. 方景,邴赫亮,肖輝. 照明工程學報. 2014(02)
[5]雙管Buck-Boost變換器的輸入電壓前饋控制策略[J]. 姚川,阮新波,曹偉杰,陳沛琳. 中國電機工程學報. 2013(21)
[6]IGBT過電壓產(chǎn)生機理分析及RC緩沖電路的設計[J]. 姜棟棟,王燁,盧峰. 電力科學與工程. 2011(04)
[7]Z源AC/AC變流器動態(tài)特性研究[J]. 喬歆慧,解大,張延遲. 電力電子技術. 2011(01)
[8]我國城市道路照明節(jié)電技術研究與應用現(xiàn)狀[J]. 王曉媛,齊維貴. 照明工程學報. 2010(01)
[9]白光LED照明的可見光通信的現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 劉宏展,呂曉旭,王發(fā)強,梁瑞生,王金東,張準. 光通信技術. 2009(07)
[10]基于Buck-Boost的AC/AC變換器設計[J]. 張超華,湯雨,謝少軍. 電工技術學報. 2007(08)
博士論文
[1]基于虛擬正交源電壓合成策略的直接AC-AC變換拓撲與控制技術研究[D]. 李楚杉.浙江大學 2014
[2]適用于寬輸入電壓范圍的Buck-Boost直流變換器及其控制策略的研究[D]. 姚川.華中科技大學 2013
[3]路燈、景觀燈照明控制系統(tǒng)節(jié)能技術研究[D]. 張軍朝.太原理工大學 2012
[4]照明電源拓撲及其控制技術研究[D]. 王懿杰.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[5]單片大功率DC-DC變換器高性能控制方法研究[D]. 周澤坤.電子科技大學 2012
碩士論文
[1]AC-AC型Cuk變換器的研究與分析[D]. 馮劭賾.石家莊鐵道大學 2015
[2]綠色照明在火電廠中的應用研究[D]. 王玉梅.華北電力大學 2014
[3]基于Cuk型AC/AC變換器的研究及應用[D]. 于鵬飛.天津理工大學 2014
[4]π型AC/AC交流變換器及其變結構控制策略的研究[D]. 丁明昌.蘇州大學 2011
[5]基于交流斬波拓撲的道路照明節(jié)能系統(tǒng)設計[D]. 李群英.西安理工大學 2010
[6]高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器關鍵部分建模及優(yōu)化設計[D]. 陳誠.浙江大學 2010
[7]基于單周期控制的單相交流斬波器[D]. 劉青.燕山大學 2009
[8]一種新型基于Z源的智能調光控制器[D]. 劉韌.哈爾濱工業(yè)大學 2009
[9]基于交流斬波器結構的高壓鈉燈調光控制器設計[D]. 張迪.哈爾濱工業(yè)大學 2007
[10]基于簡單拓撲的單相直接AC/AC變換器研究[D]. 蔡鵬.南京航空航天大學 2006
本文編號:3633638
【文章來源】:大連理工大學遼寧省211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:59 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題背景
1.2 國內外照明節(jié)能技術研究現(xiàn)狀
1.2.1 采用效率更高、壽命更長的照明電光源
1.2.2 集中式照明節(jié)能技術
1.2.3 分布式照明節(jié)能技術
1.3 國內外交流斬波調壓技術研究現(xiàn)狀
1.4 本課題研究的主要內容
2 Cuk交流斬波器工作原理與仿真研究
2.1 Cuk交流斬波器工作原理
2.1.1 Cuk交流斬波器的開關拓撲
2.1.2 Cuk交流斬波器的驅動方式
2.1.3 Cuk交流斬波器的工作原理
2.2 主電路參數(shù)設計
2.2.1 主電路電感電容參數(shù)設計
2.2.2 緩沖電路拓撲選型和參數(shù)設計
2.3 Cuk交流斬波器的開環(huán)仿真研究
2.4 本章小結
3 Cuk交流斬波器閉環(huán)控制系統(tǒng)設計
3.1 Cuk交流斬波器數(shù)學模型的建立
3.2 電壓雙前饋復合控制策略
3.3 Cuk交流斬波器的閉環(huán)仿真研究
3.4 控制器分時調壓控制策略
3.5 本章小結
4 路燈調光控制系統(tǒng)實驗研究
4.1 調光控制器整體設計方案及功能概述
4.2 調光控制器樣機設計及性能測試
4.2.1 電壓過零檢測電路設計
4.2.2 IGBT驅動電路設計
4.2.3 輸入輸出電壓采樣電路設計
4.2.4 死區(qū)電路設計
4.3 其它外圍模塊設計
4.3.1 系統(tǒng)電源模塊設計
4.3.2 時間控制模塊
4.4 主電路輸入輸出性能測試
4.5 路燈調光節(jié)能效果測試
4.6 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]IGBT的過電壓保護及其緩沖電路[J]. 譚耀燊,劉新根. 電子技術與軟件工程. 2016(24)
[2]中國綠色照明工程發(fā)展與實施回顧[J]. 高飛,鄭炳松. 照明工程學報. 2016(04)
[3]基于直接AC/AC變換的動態(tài)電壓恢復器研究[J]. 金楠,康冬祎,崔光照. 電工技術學報. 2015(11)
[4]照明控制技術的進展[J]. 方景,邴赫亮,肖輝. 照明工程學報. 2014(02)
[5]雙管Buck-Boost變換器的輸入電壓前饋控制策略[J]. 姚川,阮新波,曹偉杰,陳沛琳. 中國電機工程學報. 2013(21)
[6]IGBT過電壓產(chǎn)生機理分析及RC緩沖電路的設計[J]. 姜棟棟,王燁,盧峰. 電力科學與工程. 2011(04)
[7]Z源AC/AC變流器動態(tài)特性研究[J]. 喬歆慧,解大,張延遲. 電力電子技術. 2011(01)
[8]我國城市道路照明節(jié)電技術研究與應用現(xiàn)狀[J]. 王曉媛,齊維貴. 照明工程學報. 2010(01)
[9]白光LED照明的可見光通信的現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 劉宏展,呂曉旭,王發(fā)強,梁瑞生,王金東,張準. 光通信技術. 2009(07)
[10]基于Buck-Boost的AC/AC變換器設計[J]. 張超華,湯雨,謝少軍. 電工技術學報. 2007(08)
博士論文
[1]基于虛擬正交源電壓合成策略的直接AC-AC變換拓撲與控制技術研究[D]. 李楚杉.浙江大學 2014
[2]適用于寬輸入電壓范圍的Buck-Boost直流變換器及其控制策略的研究[D]. 姚川.華中科技大學 2013
[3]路燈、景觀燈照明控制系統(tǒng)節(jié)能技術研究[D]. 張軍朝.太原理工大學 2012
[4]照明電源拓撲及其控制技術研究[D]. 王懿杰.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[5]單片大功率DC-DC變換器高性能控制方法研究[D]. 周澤坤.電子科技大學 2012
碩士論文
[1]AC-AC型Cuk變換器的研究與分析[D]. 馮劭賾.石家莊鐵道大學 2015
[2]綠色照明在火電廠中的應用研究[D]. 王玉梅.華北電力大學 2014
[3]基于Cuk型AC/AC變換器的研究及應用[D]. 于鵬飛.天津理工大學 2014
[4]π型AC/AC交流變換器及其變結構控制策略的研究[D]. 丁明昌.蘇州大學 2011
[5]基于交流斬波拓撲的道路照明節(jié)能系統(tǒng)設計[D]. 李群英.西安理工大學 2010
[6]高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器關鍵部分建模及優(yōu)化設計[D]. 陳誠.浙江大學 2010
[7]基于單周期控制的單相交流斬波器[D]. 劉青.燕山大學 2009
[8]一種新型基于Z源的智能調光控制器[D]. 劉韌.哈爾濱工業(yè)大學 2009
[9]基于交流斬波器結構的高壓鈉燈調光控制器設計[D]. 張迪.哈爾濱工業(yè)大學 2007
[10]基于簡單拓撲的單相直接AC/AC變換器研究[D]. 蔡鵬.南京航空航天大學 2006
本文編號:3633638
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