本文關(guān)鍵詞：調(diào)頻式串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 交流耐壓試驗(yàn) 結(jié)構(gòu)原理 主電路 逆變電源控制 軟硬件設(shè)計(jì) 試驗(yàn)方法

【摘要】：我國(guó)電網(wǎng)正在向著“一特三大”方向發(fā)展,越來(lái)越多的高壓電氣設(shè)備將會(huì)用于電網(wǎng)中。在電氣設(shè)備安裝完成之后,必須在投入使用前對(duì)各種高壓設(shè)備進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn),以確定是否能夠正常的投入運(yùn)行。由于傳統(tǒng)的工頻試驗(yàn)變壓器,對(duì)高壓設(shè)備進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí),需要高電壓、大容量的試驗(yàn)電源,使得設(shè)備顯得特別笨重,并不適合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。因此采用諧振原理設(shè)計(jì)的調(diào)頻式串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)系統(tǒng)具有非常高的實(shí)用價(jià)值和十分重要的研究意義。本文以調(diào)頻式串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)系統(tǒng)為核心,主要研究?jī)?nèi)容包括下列幾個(gè)方面。本文首先闡述了串聯(lián)諧振裝置的幾個(gè)基本類型,對(duì)幾種諧振裝置試驗(yàn)時(shí)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比分析,在此基礎(chǔ)上得出了用變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)方法進(jìn)行電氣設(shè)備耐壓試驗(yàn)最優(yōu)的結(jié)論。其次對(duì)調(diào)頻式串聯(lián)諧振系統(tǒng)的原理、能量變化及頻率特性進(jìn)行了分析,并在此基礎(chǔ)上對(duì)試驗(yàn)回路諧振點(diǎn)的查找進(jìn)行了論述,對(duì)SPWM的調(diào)制方式進(jìn)行了詳細(xì)分析與對(duì)比,確定了以單極性SPWM調(diào)制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)變頻電源的調(diào)頻調(diào)壓技術(shù)。然后對(duì)逆變電路進(jìn)行建模分析,并對(duì)耐壓系統(tǒng)的主電路進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì),包括主電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),試驗(yàn)系統(tǒng)器件參數(shù)的選擇。特別地,對(duì)逆變電路的低通濾波器參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算,并對(duì)其進(jìn)行了開(kāi)環(huán)仿真分析,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性和可行性。對(duì)逆變電路的輸出電壓控制方式進(jìn)行研究,通過(guò)輸出電壓瞬時(shí)值單環(huán)PID控制、雙環(huán)P/PI/PD/PID的控制用極點(diǎn)配置方式對(duì)其參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算。通過(guò)比較,最終選擇電壓PI電流P雙環(huán)控制作為逆變電源的控制方式,但由于幅值特性不是很好,在雙環(huán)外增加了均值外環(huán)PI控制來(lái)對(duì)輸出電壓幅值進(jìn)行控制,并通過(guò)simulink對(duì)三環(huán)控制進(jìn)行了仿真分析。最后對(duì)控制系統(tǒng)部分軟硬件進(jìn)行了設(shè)計(jì),闡述了變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)的方法、要求和試驗(yàn)前的準(zhǔn)備,并通過(guò)simulink對(duì)耐壓系統(tǒng)在諧振點(diǎn)的試驗(yàn)情況進(jìn)行了仿真。
【關(guān)鍵詞】：交流耐壓試驗(yàn) 結(jié)構(gòu)原理 主電路 逆變電源控制 軟硬件設(shè)計(jì) 試驗(yàn)方法
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM83
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 研究背景及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.1.1 研究背景11
• 1.1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2 串聯(lián)諧振裝置基本原理及類型12-15
• 1.2.1 基本原理12-13
• 1.2.2 串聯(lián)諧振裝置類型13-15
• 1.2.3 各種串聯(lián)諧振裝置特點(diǎn)比較15
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容15-17
• 第2章 耐壓試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)分析17-28
• 2.1 裝置組成17-18
• 2.1.1 變頻電源17
• 2.1.2 勵(lì)磁變壓器17
• 2.1.3 試驗(yàn)電抗器17
• 2.1.4 電容分壓器17-18
• 2.2 串聯(lián)諧振技術(shù)分析18-22
• 2.2.1 阻抗頻率特性分析18-19
• 2.2.2 串聯(lián)諧振電路能量變化分析19-20
• 2.2.3 頻率特性分析20-22
• 2.3 諧振點(diǎn)的查找22
• 2.4 變頻調(diào)壓技術(shù)的實(shí)現(xiàn)22-26
• 2.4.1 SPWM控制技術(shù)的基本原理23-25
• 2.4.2 SPWM調(diào)制方法比較25-26
• 2.5 裝置的技術(shù)參數(shù)26-27
• 2.6 本章小節(jié)27-28
• 第3章 逆變單元建模及主電路設(shè)計(jì)28-38
• 3.1 逆變單元主電路模型28
• 3.2 逆變單元數(shù)學(xué)模型28-30
• 3.2.1 連續(xù)時(shí)間狀態(tài)空間模型29-30
• 3.2.2 離散時(shí)間狀態(tài)空間模型30
• 3.3 耐壓試驗(yàn)系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)30-35
• 3.3.1 變壓器模塊的選擇30-31
• 3.3.2 LC濾波器設(shè)計(jì)31-33
• 3.3.3 直流模塊電壓值確定33-34
• 3.3.4 功率模塊及其驅(qū)動(dòng)方式34
• 3.3.5 高壓電抗器選擇34-35
• 3.3.6 高壓分壓器選擇35
• 3.4 逆變電路仿真分析35-37
• 3.4.1 SPWM輸出仿真35-36
• 3.4.2 逆變電路輸出仿真36-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第4章 逆變電源控制研究38-58
• 4.1 逆變器的PID控制38-40
• 4.1.1 PID控制器的設(shè)計(jì)38-39
• 4.1.2 PID控制閉環(huán)系統(tǒng)的性能39-40
• 4.2 單閉環(huán)控制與仿真40-42
• 4.2.1 電壓瞬時(shí)值PID反饋控制40
• 4.2.2 仿真及試驗(yàn)結(jié)果分析40-42
• 4.3 雙環(huán)控制與仿真42-43
• 4.3.1 單相逆變器的雙環(huán)控制42-43
• 4.4 基于極點(diǎn)配置的雙環(huán)控制器設(shè)計(jì)43-52
• 4.4.1 P-P雙環(huán)控制器設(shè)計(jì)44-46
• 4.4.2 P-PI雙環(huán)控制器設(shè)計(jì)46-47
• 4.4.3 PI-P雙環(huán)控制器設(shè)計(jì)47-49
• 4.4.4 PI-PI雙環(huán)控制器設(shè)計(jì)49-51
• 4.4.5 其它形式雙閉環(huán)控制51-52
• 4.5 電壓均值PID控制52-55
• 4.5.1 電壓均值PID控制數(shù)學(xué)模型52-53
• 4.5.2 仿真及試驗(yàn)結(jié)果分析53-55
• 4.6 PI-P雙環(huán)與均值外環(huán)控制復(fù)合控制55-57
• 4.7 本章小結(jié)57-58
• 第5章 控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)58-71
• 5.1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路58
• 5.2 TMS320F28335功能特點(diǎn)及最小系統(tǒng)58-62
• 5.2.1 功能特點(diǎn)58-59
• 5.2.2 電源電路59-60
• 5.2.3 DSP時(shí)鐘電路60
• 5.2.4 IGBT功率驅(qū)動(dòng)模塊60-61
• 5.2.5 試驗(yàn)信號(hào)采集及調(diào)理單元61
• 5.2.6 系統(tǒng)保護(hù)電路61-62
• 5.3 基于FPGA的人機(jī)交互系統(tǒng)62-64
• 5.3.1 FPGA簡(jiǎn)介62
• 5.3.2 人機(jī)交互的液晶接口電路62-63
• 5.3.3 人接交互的鍵盤(pán)控制電路63-64
• 5.3.4 FPGA和DSP的通信接口模塊64
• 5.4 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)64-70
• 5.4.1 變頻調(diào)壓軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)65
• 5.4.2 SPWM波形實(shí)現(xiàn)65-67
• 5.4.3 采用FPGA實(shí)現(xiàn)LCD顯示設(shè)計(jì)67-68
• 5.4.4 人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)68-70
• 5.5 本章小節(jié)70-71
• 第6章 電氣設(shè)備交流耐壓試驗(yàn)方法71-76
• 6.1 試驗(yàn)步驟及要求71-72
• 6.1.1 接線71
• 6.1.2 調(diào)頻調(diào)壓71
• 6.1.3 交流耐壓時(shí)間及試驗(yàn)值71
• 6.1.4 試驗(yàn)判據(jù)71-72
• 6.2 交流耐壓試驗(yàn)前的準(zhǔn)備72-73
• 6.2.1 試驗(yàn)參數(shù)估計(jì)72
• 6.2.2 電抗器選擇72
• 6.2.3 勵(lì)磁變壓器變比選擇72-73
• 6.2.4 低壓電源的選擇73
• 6.3 交流耐壓試驗(yàn)仿真73-75
• 6.3.1 仿真參數(shù)設(shè)置73-74
• 6.3.2 仿真結(jié)果74-75
• 6.4 本章小節(jié)75-76
• 結(jié)論76-77
• 致謝77-78
• 參考文獻(xiàn)78-80

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：899479