本文關(guān)鍵詞：高功率因數(shù)充電機研究

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【摘要】：隨著蓄電池新技術(shù)的發(fā)展和制作工藝的不斷改善,蓄電池在汽車等產(chǎn)業(yè)中得到了廣泛應用。充電機是一種給蓄電池儲能裝置充電的設備,其性能的優(yōu)劣直接影響了蓄電池的使用壽命、充電狀態(tài)以及對電網(wǎng)的污染程度。本文將對高功率因數(shù)直流充電機展開研究。本文以充電機中整流充電技術(shù)的實際應用為背景,深入了解了蓄電池充電機的基本原理、結(jié)構(gòu)、特點等相關(guān)理論知識,提出采用以三相電壓型PWM整流器拓撲為主拓撲來設計一種高功率因數(shù)充電機。首先,為了便于控制系統(tǒng)的設計,分析了電壓型PWM整流器拓撲結(jié)構(gòu)、基本原理和多種坐標系下的數(shù)學模型。然后,對傳統(tǒng)軟件鎖相策略進行分析,設計出了一種基于單相旋轉(zhuǎn)坐標系的兼顧動態(tài)、穩(wěn)態(tài)性能的三相鎖相策略。介紹了空間矢量PWM方法的基本原理和實現(xiàn)方法,采用SVPWM調(diào)制具有網(wǎng)側(cè)電流諧波低,直流側(cè)電壓利用率高等優(yōu)點。最后,在傳統(tǒng)電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)實現(xiàn)穩(wěn)壓的基礎上,針對蓄電池充電的基本要求,設計了一種利用傳統(tǒng)電壓電流雙環(huán)實現(xiàn)穩(wěn)壓輸出,利用充電電流PI外環(huán)、網(wǎng)側(cè)電流內(nèi)環(huán)的雙環(huán)控制實現(xiàn)恒流輸出的蓄電池儲能裝置。綜合上述分析,在MATLAB/Simulink平臺下搭建充電機系統(tǒng)仿真模型,并且制作了一臺實驗樣機,給出了主要參數(shù)的設計方法。充電機分別在恒流模式和恒壓模式進行了仿真及實驗,仿真及實驗結(jié)果均達到了實驗要求,純電阻負載條件下網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)達到0.99以上,驗證了本文控制方法的可行性和有效性。
【關(guān)鍵詞】：充電機 鎖相環(huán)策略 PWM整流器
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM910.6
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 緒論16-22
• 1.1 課題的研究背景及意義16-17
• 1.2 充電機及相關(guān)技術(shù)概述17-19
• 1.2.1 充電機的發(fā)展及研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.2 充電機的充電方式18-19
• 1.3 功率因數(shù)的定義19-20
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容20-22
• 第二章 電壓型PWM整流器拓撲結(jié)構(gòu)及原理22-33
• 2.1 三相VSR拓撲結(jié)構(gòu)22-25
• 2.1.1 三相半橋、全橋VSR拓撲結(jié)構(gòu)22-23
• 2.1.2 三電平VSR拓撲結(jié)構(gòu)23-24
• 2.1.3 基于軟開關(guān)調(diào)制的三相VSR拓撲結(jié)構(gòu)24-25
• 2.2 PWM整流器工作原理25-27
• 2.3 三相VSR的數(shù)學模型27-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 鎖相環(huán)控制策略的分析與設計33-53
• 3.1 開環(huán)鎖相環(huán)33-35
• 3.1.1 基于低通濾波器的開環(huán)鎖相環(huán)33-34
• 3.1.2 基于過零鑒相的開環(huán)鎖相環(huán)34-35
• 3.2 三相軟件鎖相技術(shù)35-46
• 3.2.1 基于單同步坐標系軟件鎖相環(huán)35-40
• 3.2.2 基于對稱分量法的單同步坐標系軟件鎖相環(huán)40-42
• 3.2.3 基于雙二階廣義積分器的軟件鎖相環(huán)42-46
• 3.3 基于陷波器和LPF的SSRF-SPLL改進方案46-49
• 3.4 鎖相環(huán)控制器參數(shù)的設計49-52
• 3.5 本章小結(jié)52-53
• 第四章 控制系統(tǒng)設計53-72
• 4.1 空間矢量PWM(SVPWM)調(diào)制53-62
• 4.1.1 三相電量的空間矢量表示53-56
• 4.1.2 扇區(qū)判斷56-58
• 4.1.3 空間電壓矢量U_(ref)的合成58-62
• 4.2 充電機恒壓階段控制系統(tǒng)設計62-69
• 4.2.1 網(wǎng)側(cè)電流控制策略62-65
• 4.2.1.1 滯環(huán)PWM控制策略63-64
• 4.2.1.2 固定開關(guān)頻率PWM電流控制64-65
• 4.2.2 電流內(nèi)環(huán)控制系統(tǒng)設計65-67
• 4.2.3 電壓外環(huán)控制系統(tǒng)設計67-69
• 4.3 充電機恒流階段控制系統(tǒng)設計69-71
• 4.3.1 直流電流間接控制69-71
• 4.3.2 直流電流直接控制71
• 4.4 本章小結(jié)71-72
• 第五章 仿真實驗驗證72-89
• 5.1 充電機仿真建模72-74
• 5.2 仿真波形分析74-76
• 5.3 主電路設計76-78
• 5.4 控制電路的設計78-84
• 5.4.1 電流電壓采樣電路設計79-81
• 5.4.2 保護電路設計81-82
• 5.4.3 通訊電路的設計82-83
• 5.4.4 IGBT驅(qū)動電路的設計83-84
• 5.5 程序設計84-85
• 5.6 實驗結(jié)果和分析85-88
• 5.7 本章小結(jié)88-89
• 第六章 總結(jié)與展望89-90
• 6.1 總結(jié)89
• 6.2 展望89-90
• 參考文獻90-93
• 攻讀碩士學位期間學術(shù)活動及成果清單93

【參考文獻】

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本文編號：913697