本文關(guān)鍵詞：三相兩電平背靠背式功率雙向流動(dòng)電能變換器及其控制策略研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著能源問題的日益突出,飛輪儲(chǔ)能技術(shù)成為研究的熱點(diǎn)。在飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)中,背靠背式功率雙向流動(dòng)電能變換器以其直流母線電壓穩(wěn)定、電網(wǎng)側(cè)電流正弦化、單位功率因數(shù)運(yùn)行、能量可雙向流動(dòng)等優(yōu)點(diǎn),成為應(yīng)用最為廣泛的電能變換器。因此,本文以三相兩電平背靠背式功率雙向流動(dòng)電能變換器作為研究對(duì)象進(jìn)行深入研究。本文在分析了電網(wǎng)側(cè)三相PWM變換器的工作原理后,建立了其一般數(shù)學(xué)模型和功率數(shù)學(xué)模型,同時(shí)給出了電機(jī)側(cè)三相感應(yīng)異步電機(jī)在不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)瞬時(shí)功率原理,詳細(xì)地分析了功率流動(dòng)問題,并以此為基礎(chǔ)介紹了背靠背式功率雙向流動(dòng)電能變換器的工作原理。針對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)側(cè)三相PWM變換器控制策略的不足,本文給出了一種恒頻直接功率控制策略,它解決了傳統(tǒng)控制策略中開關(guān)頻率不固定的問題。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合虛擬磁鏈的概念,本文提出了一種基于虛擬磁鏈的功率誤差離散控制策略,它利用虛擬磁鏈和功率誤差直接計(jì)算得到交流側(cè)輸入電壓,從而大大簡化了控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性。為驗(yàn)證該控制策略的可行性,本文對(duì)其進(jìn)行了仿真分析。為了解決背靠背式功率雙向流動(dòng)電能變換器獨(dú)立控制策略所帶來的飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)效率下降的問題,本文在電機(jī)側(cè)三相PWM變換器異步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制的基礎(chǔ)上,給出了一種負(fù)載功率前饋控制策略。該策略可以有效抑制負(fù)載變化時(shí)直流母線電壓的波動(dòng),提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。仿真結(jié)果驗(yàn)證了其優(yōu)越性。在實(shí)際情況中,電網(wǎng)不平衡的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。本文在前文所提控制策略的基礎(chǔ)上進(jìn)行深入研究,結(jié)合電網(wǎng)不平衡時(shí)三相PWM變換器數(shù)學(xué)模型,提出了一種電網(wǎng)不平衡時(shí)基于虛擬磁鏈的功率誤差離散控制策略,并進(jìn)行了相應(yīng)的仿真驗(yàn)證。該控制策略可以有效地抑制電網(wǎng)不平衡時(shí)直流母線電壓和有功功率的二次諧波,保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在理論和仿真分析的基礎(chǔ)上,搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了背靠背式功率雙向流動(dòng)電能變換器直流母線電壓穩(wěn)定,能量雙向流動(dòng),單位功率因數(shù)等特點(diǎn),整個(gè)系統(tǒng)具有良好的運(yùn)行性能。
【關(guān)鍵詞】：飛輪儲(chǔ)能技術(shù) 背靠背式功率雙向流動(dòng)電能變換器 電網(wǎng)側(cè)三相PWM變換器 三相感應(yīng)異步電機(jī) 直接功率控制策略 虛擬磁鏈 負(fù)載功率前饋 電網(wǎng)電壓不平衡
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM46
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 注釋表13-14
• 第一章 緒論14-24
• 1.1 研究背景14-16
• 1.2 背靠背式功率雙向流動(dòng)電能變換器的研究現(xiàn)狀16-21
• 1.2.1 背靠背式功率雙向流動(dòng)電能變換器結(jié)構(gòu)拓?fù)涞难芯楷F(xiàn)狀16-17
• 1.2.2 飛輪電機(jī)的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.3 背靠背式功率雙向流動(dòng)電能變換器控制策略的研究現(xiàn)狀18-21
• 1.2.3.1 電網(wǎng)側(cè)三相PWM變換器控制策略的研究現(xiàn)狀18-19
• 1.2.3.2 電機(jī)側(cè)三相PWM變換器控制策略的研究現(xiàn)狀19-20
• 1.2.3.3 背靠背式功率雙向流動(dòng)電能變換器協(xié)調(diào)控制策略的研究現(xiàn)狀20-21
• 1.3 目前背靠背式功率雙向流動(dòng)電能變換器需要解決的問題21-22
• 1.4 本論文研究的主要內(nèi)容22-24
• 第二章 背靠背式功率雙向流動(dòng)電能變換器的數(shù)學(xué)模型及工作原理24-34
• 2.1 電網(wǎng)側(cè)三相PWM變換器24-30
• 2.1.1 電網(wǎng)側(cè)三相PWM變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)24
• 2.1.2 電網(wǎng)側(cè)三相PWM變換器的工作原理24-26
• 2.1.3 電網(wǎng)側(cè)三相PWM變換器的一般數(shù)學(xué)模型26-28
• 2.1.4 電網(wǎng)側(cè)三相PWM變換器的功率數(shù)學(xué)模型28-30
• 2.2 電機(jī)側(cè)三相感應(yīng)異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型30-32
• 2.3 背靠背式功率雙向流動(dòng)電能變換器功率流動(dòng)分析32-33
• 2.3.1 背靠背式功率雙向流動(dòng)電能變換器功率流動(dòng)數(shù)學(xué)模型32
• 2.3.2 背靠背式功率雙向流動(dòng)電能變換器工作原理32-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第三章 電網(wǎng)側(cè)三相PWM變換器控制策略研究34-45
• 3.1 傳統(tǒng)電網(wǎng)側(cè)三相PWM變換器直接功率控制34-35
• 3.1.1 傳統(tǒng)電網(wǎng)側(cè)三相PWM變換器直接功率控制策略34-35
• 3.1.2 傳統(tǒng)直接功率控制存在的問題35
• 3.2 有電網(wǎng)電壓傳感器的恒頻直接功率控制35-38
• 3.3 基于虛擬磁鏈的功率誤差離散控制策略38-41
• 3.3.1 虛擬電網(wǎng)磁鏈的引入38
• 3.3.2 基于虛擬磁鏈的瞬時(shí)功率計(jì)算方法38-39
• 3.3.3 基于虛擬磁鏈的功率誤差離散控制策略39-41
• 3.4 仿真分析41-43
• 3.4.1 有電網(wǎng)電壓傳感器恒頻直接功率控制策略仿真分析41-42
• 3.4.2 基于虛擬磁鏈的功率誤差離散控制策略仿真分析42-43
• 3.5 實(shí)驗(yàn)分析43-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 第四章 背靠背式功率雙向流動(dòng)電能變換器協(xié)調(diào)控制策略研究45-58
• 4.1 背靠背式功率雙向流動(dòng)電能變換器獨(dú)立控制策略及問題45-46
• 4.2 電機(jī)側(cè)三相PWM變換器控制策略研究46-48
• 4.2.1 異步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制46-47
• 4.2.2 負(fù)載功率計(jì)算47-48
• 4.3 背靠背式功率雙向流動(dòng)電能變換器負(fù)載功率前饋控制48-50
• 4.4 仿真分析50-53
• 4.4.1 電阻負(fù)載突變情況下的仿真對(duì)比分析50-51
• 4.4.2 電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)突變情況下的仿真分析51-53
• 4.5 實(shí)驗(yàn)分析53-57
• 4.5.1 負(fù)載突變時(shí)電網(wǎng)側(cè)三相PWM變換器動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析53-55
• 4.5.2 背靠背式功率雙向流動(dòng)電能變換器協(xié)調(diào)控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析55-57
• 4.6 本章小結(jié)57-58
• 第五章 電網(wǎng)不平衡時(shí)電網(wǎng)側(cè)三相PWM變換器控制策略研究58-70
• 5.1 電網(wǎng)不平衡時(shí)電網(wǎng)側(cè)三相PWM變換器數(shù)學(xué)模型58-61
• 5.2 電網(wǎng)不平衡時(shí)電網(wǎng)側(cè)三相PWM變換器直接功率控制61-68
• 5.2.1 電網(wǎng)不平衡時(shí)基于虛擬磁鏈的功率誤差離散控制策略61-65
• 5.2.2 電網(wǎng)不平衡時(shí)電網(wǎng)側(cè)三相PWM變換器鎖相環(huán)設(shè)計(jì)65-68
• 5.3 仿真分析68
• 5.4 本章小結(jié)68-70
• 第六章 背靠背式功率雙向流動(dòng)電能變換器系統(tǒng)的硬軟件設(shè)計(jì)70-82
• 6.1 背靠背式功率雙向流動(dòng)電能變換器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)70-71
• 6.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)71-79
• 6.2.1 主電路設(shè)計(jì)71-73
• 6.2.1.1 電網(wǎng)側(cè)濾波電感設(shè)計(jì)71-72
• 6.2.1.2 直流母線電容設(shè)計(jì)72
• 6.2.1.3 功率開關(guān)元件選擇72-73
• 6.2.2 控制電路設(shè)計(jì)73-79
• 6.2.2.1 DSP控制芯片簡介73-74
• 6.2.2.2 采樣調(diào)理電路設(shè)計(jì)74-75
• 6.2.2.3 保護(hù)電路設(shè)計(jì)75
• 6.2.2.4 通信電路設(shè)計(jì)75-77
• 6.2.2.5 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)77-79
• 6.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)79-81
• 6.4 本章小結(jié)81-82
• 第七章 總結(jié)與展望82-84
• 7.1 全文工作總結(jié)82-83
• 7.2 本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)83
• 7.3 今后工作展望83-84
• 參考文獻(xiàn)84-88
• 感恩致謝88-90
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及研究成果90

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 年珩;沈永波;宋亦鵬;;不平衡及諧波電網(wǎng)電壓下并網(wǎng)逆變器的直接功率控制策略[J];電網(wǎng)技術(shù);2014年06期

2 張維煜;朱q，

本文編號(hào)：481265