本文關(guān)鍵詞：三相變流器中直流母線電容的狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 三相AC/DC/AC變流器 直流母線電容 非侵入式 狀態(tài)監(jiān)測(cè)

【摘要】：隨著新能源工業(yè)的快速發(fā)展,電力電子產(chǎn)品的普及,電力電子系統(tǒng)的可靠性越來(lái)越引起社會(huì)各界的注意,而直流母線電容往往是電力電子系統(tǒng)的最薄弱環(huán)節(jié),直流母線電容失效導(dǎo)致的系統(tǒng)停機(jī)甚至損毀給社會(huì)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。三相AC/DC/AC系統(tǒng)中的直流母線電容(DC-Link Capacitor)是系統(tǒng)中關(guān)鍵的電氣元件,它連接著兩級(jí)功率變流器,能平衡輸入和輸出端功率,吸收電網(wǎng)的瞬時(shí)峰值沖擊,保護(hù)著整流器和逆變器。不同于DC-DC電源變換器,三相AC/DC/AC系統(tǒng)中的直流母線電容沒(méi)有直接與負(fù)載端或輸入端相連,所以更難對(duì)其進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)。電容的狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)可分為離線監(jiān)測(cè)和在線監(jiān)測(cè)技術(shù),離線監(jiān)測(cè)雖然能保證電容的監(jiān)測(cè)精度,但是需要拆卸電容,應(yīng)用場(chǎng)合很受限制;而電容的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)往往存在著模型復(fù)雜,監(jiān)測(cè)精度不高,硬件成本高,需要電流傳感器等問(wèn)題。針對(duì)直流母線電容狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)存在的這些問(wèn)題,本文對(duì)三相AC/DC/AC系統(tǒng)中直流母線電容的狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行了研究,并提出了適合工業(yè)應(yīng)用的直流母線電容非侵入式準(zhǔn)在線監(jiān)測(cè)方法。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,本文對(duì)直流母線電容的等效電路、阻抗特性和參數(shù)的退化規(guī)律進(jìn)行了相應(yīng)的分析,對(duì)不同種類的直流母線電容的性能特點(diǎn)、失效機(jī)理進(jìn)行了比較和總結(jié)。在MATLAB Simulink中建立了SVPWM控制的三相AC/DC/AC系統(tǒng)的閉環(huán)仿真電路。對(duì)三相系統(tǒng)中的直流母線電容,本文建立了含C、ESR和ESL的傳遞函數(shù)模型,設(shè)計(jì)了最小二乘法、遞推的最小二乘法對(duì)電容的C、ESR、ESL進(jìn)行了參數(shù)辨識(shí),并取得了較好的辨識(shí)結(jié)果。其次,針對(duì)直流母線電容時(shí)域模型參數(shù)在線辨識(shí)方法的不足,本文提出了兩種適用于三相AC/DC/AC系統(tǒng)直流母線電容的非侵入式、準(zhǔn)在線監(jiān)測(cè)方法——基于三相電流重構(gòu)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法和基于可變放電網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法,并對(duì)兩種新設(shè)計(jì)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法在MATLAB中進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。這兩種方法具有硬件成本低,數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)單,監(jiān)測(cè)精度高,無(wú)需拆卸電容,無(wú)需電流傳感器等優(yōu)點(diǎn)。最后,本文設(shè)計(jì)了直流母線電容的狀態(tài)監(jiān)測(cè)電路,利用本文提出的直流母線電容的狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法,在一臺(tái)三相變頻器中進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,電容值C在線監(jiān)測(cè)精度在3%以內(nèi),ESR在線監(jiān)測(cè)精度在5%以內(nèi),完全符合工業(yè)中對(duì)電容的監(jiān)測(cè)要求。
【關(guān)鍵詞】：三相AC/DC/AC變流器 直流母線電容 非侵入式 狀態(tài)監(jiān)測(cè)
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM46
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 緒論9-21
• 1.1 課題背景和研究意義9-11
• 1.2 直流母線電容狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-18
• 1.2.1 基于時(shí)域模型在線參數(shù)辨識(shí)法12-13
• 1.2.2 頻域模型參數(shù)辨識(shí)法13-14
• 1.2.3 中頻段ESR計(jì)算法14
• 1.2.4 波形分析法14-15
• 1.2.5 功率損耗法15-16
• 1.2.6 信號(hào)注入測(cè)量法16-18
• 1.3 幾種現(xiàn)有的DC-Link電容狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法比較18
• 1.4 DC-Link電容在線監(jiān)測(cè)的難點(diǎn)和目前存在的主要問(wèn)題18-19
• 1.5 論文研究的主要內(nèi)容19-21
• 2 DC-Link電容的基本特性和失效模式研究21-35
• 2.1 引言21-22
• 2.2 DC-Link電容的等效電路及其阻抗特性22-23
• 2.3 電容的溫度特性和頻率特性23-25
• 2.4 電容的生命周期模型25
• 2.5 鋁電解電容的失效機(jī)理研究25-29
• 2.5.1 鋁電解電容退化機(jī)理26-28
• 2.5.2 鋁電解電容的主要失效模式28-29
• 2.6 金屬薄膜電容的失效機(jī)理29-30
• 2.7 陶瓷電容的失效機(jī)理30-31
• 2.8 三種DC-Link電容失效機(jī)理及性能特點(diǎn)的比較31-34
• 2.9 本章小結(jié)34-35
• 3 三相DC-Link電容的狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法研究35-59
• 3.1 引言35-38
• 3.2 三相DC-Link電容的時(shí)域模型的在線參數(shù)辨識(shí)38-43
• 3.2.1 三相DC-Link電容的時(shí)域建模38-40
• 3.2.2 DC-Link電容時(shí)域模型參數(shù)辨識(shí)方法40-43
• 3.3 一種基于三相電流重構(gòu)的DC-Link電容狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法43-48
• 3.3.1 三相AC/DC/AC系統(tǒng)的直流母線電流的重構(gòu)43-45
• 3.3.2 直流母線電容值C的計(jì)算45
• 3.3.3 直流母線電容ESR的計(jì)算45-46
• 3.3.4 基于三相電流重構(gòu)的DC-Link電容狀態(tài)監(jiān)測(cè)的仿真驗(yàn)證46-48
• 3.4 一種基于可變放電網(wǎng)絡(luò)的三相DC-Link電容的狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法48-55
• 3.4.1 可變放電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)49-51
• 3.4.2 可變放電網(wǎng)絡(luò)中直流母線電容C的計(jì)算51-52
• 3.4.3 可變放電網(wǎng)絡(luò)中直流母線電容ESR的計(jì)算52-53
• 3.4.4 基于可變放電網(wǎng)絡(luò)的直流母線電容狀態(tài)監(jiān)測(cè)仿真驗(yàn)證53-55
• 3.5 本文的幾種DC-Link電容狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法的比較分析55-57
• 3.6 本章小結(jié)57-59
• 4 三相DC-Link電容狀態(tài)監(jiān)測(cè)電路的設(shè)計(jì)59-65
• 4.1 引言59
• 4.2 可變放電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)59-60
• 4.3 電壓隔離放大電路的設(shè)計(jì)60-61
• 4.4 控制芯片和外擴(kuò)AD芯片的選擇61-62
• 4.5 系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)62-64
• 4.6 本章小結(jié)64-65
• 5 三相DC-Link電容狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究65-79
• 5.1 引言65
• 5.2 匯川 55KW變頻器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)65-66
• 5.3 DC-Link電容在線監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)66-74
• 5.3.1 在線監(jiān)測(cè)波形的MATLAB擬合分析69-72
• 5.3.2 直流母線電容的在線監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)分析72-74
• 5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果研究74-76
• 5.4.1 電容MATLAB擬合結(jié)果分析75
• 5.4.2 電容在線監(jiān)測(cè)結(jié)果分析75-76
• 5.5 本章小結(jié)76-79
• 6 結(jié)論與展望79-81
• 6.1 論文工作總結(jié)79-80
• 6.2 后續(xù)研究工作展望80-81
• 致謝81-83
• 參考文獻(xiàn)83-89
• 附錄89
• A. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄89
• B. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間申請(qǐng)的發(fā)明專利89
• C. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目89

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李繼方;姚剛;湯天浩;;共直流母線多電機(jī)系統(tǒng)的混雜動(dòng)態(tài)模型及調(diào)度[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2012年05期

2 白獻(xiàn)剛;夏乃學(xué);貢俊鵬;熊彥梅;;通用變頻器共直流母線在離心機(jī)上的應(yīng)用[J];自動(dòng)化應(yīng)用;2010年07期

3 白獻(xiàn)剛;夏乃學(xué);貢俊鵬;熊彥梅;;通用變頻器共直流母線在離心機(jī)上的應(yīng)用[J];塑料制造;2010年09期

4 白獻(xiàn)剛;夏乃學(xué);貢俊鵬;熊彥梅;;通用變頻器共直流母線在離心機(jī)上的應(yīng)用[J];電氣時(shí)代;2010年09期

5 王泳江;大電流直流母線改造方案選擇及效果分析[J];吉林電力;2002年03期

6 白獻(xiàn)剛;夏乃學(xué);貢俊鵬;熊彥梅;;通用變頻器共直流母線在離心機(jī)上的應(yīng)用[J];變頻器世界;2010年03期

7 李繼方;湯天浩;姚剛;;多電機(jī)共直流母線交流傳動(dòng)節(jié)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究[J];電氣傳動(dòng);2011年07期

8 郭自勇;孫賢大;王緒寶;呂亞?wèn)|;;新型共直流母線高壓變頻器[J];變頻器世界;2013年02期

9 李繼方;杜詩(shī)超;王天真;;多電機(jī)共直流母線混雜系統(tǒng)模型及其仿真[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2013年06期

10 李方園;;交流變頻器共直流母線方案的模型分析[J];變頻器世界;2005年11期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 衛(wèi)宏;劉杰;;直流母線技術(shù)在濟(jì)鋼中厚板生產(chǎn)中的應(yīng)用[A];冶金自動(dòng)化信息網(wǎng)年會(huì)論文集[C];2004年

2 李方園;;通用變頻器共用直流母線方案的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[A];第一屆變頻器與伺服企業(yè)論壇論文集[C];2003年

3 趙耀;趙庚申;程如岐;郭天勇;;微網(wǎng)中直流母線能量?jī)?yōu)化利用方法的研究[A];2012中國(guó)智能電網(wǎng)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2012年

4 王樂(lè)勇;;變頻驅(qū)動(dòng)型扶梯“共直流母線”節(jié)能技術(shù)的研究[A];創(chuàng)新沈陽(yáng)文集（A）[C];2009年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 湖南 李杰;89C2051在直流母線降壓控制器中的應(yīng)用[N];電子報(bào);2002年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 郝秀杰;基于直流母線供電的煤層氣井排采群控系統(tǒng)研發(fā)[D];中國(guó)石油大學(xué)(華東);2014年

2 吳宇;三相變流器中直流母線電容的狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2016年

3 師長(zhǎng)立;直流母線式光伏發(fā)電系統(tǒng)控制策略研究[D];燕山大學(xué);2011年

4 楊培文;離心機(jī)共直流母線防爆變頻研究[D];北方工業(yè)大學(xué);2014年

5 虞曉陽(yáng);新型航空交/直流母線接口變換器的研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

6 張超;基于直流母線供電的抽油機(jī)群控系統(tǒng)研究[D];北京交通大學(xué);2010年

7 陳丹;直流母線下多逆變器負(fù)載局域電力系統(tǒng)的研究[D];大連海事大學(xué);2010年

8 郭斌;ITER極向場(chǎng)變流器交直流母線分析與設(shè)計(jì)[D];華中科技大學(xué);2013年

9 孫洋;矢量變頻器在直捻機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

10 丁志輝;分布式直流供電系統(tǒng)中儲(chǔ)能接口單元的研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

，

本文編號(hào)：918449