【摘要】：隨著電機(jī)變頻調(diào)速及新能源發(fā)電裝備阻抗測(cè)量的迫切需求,作為核心部件的波形發(fā)生器得到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的高度重視與研究。大功率數(shù)字波形發(fā)生器作為一種頻率、幅值連續(xù)可調(diào)的特定波形發(fā)生裝置,該技術(shù)的發(fā)展對(duì)能源電力行業(yè)的意義重大。本文以大功率、低諧波、寬頻帶、高精度的大功率數(shù)字波形發(fā)生器裝置為研究對(duì)象,研究其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、單臺(tái)控制及多臺(tái)并聯(lián)控制關(guān)鍵技術(shù),為提高裝置可靠性、高效高質(zhì)運(yùn)行提供了重要的理論及實(shí)踐指導(dǎo),對(duì)推動(dòng)智能電網(wǎng)、電力牽引、冶金采礦等領(lǐng)域發(fā)展有著重大意義,本文主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)體現(xiàn)在以下方面:(1)闡述了大功率數(shù)字波形發(fā)生器的選題背景及其意義,介紹了大功率數(shù)字波形發(fā)生器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及控制策略的研究現(xiàn)狀,并對(duì)本文的研究?jī)?nèi)容進(jìn)行了簡(jiǎn)要的說明。(2)介紹了數(shù)字波形發(fā)生器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),對(duì)其進(jìn)行了建模分析。對(duì)數(shù)字波形發(fā)生器的控制策略進(jìn)行了詳細(xì)的研究,對(duì)前級(jí)PWM整流器部分,針對(duì)傳統(tǒng)無差拍控制的控制延時(shí)與模型電感量不匹配問題,提出了一種復(fù)合預(yù)測(cè)無差拍控制方法,增強(qiáng)了對(duì)模型電感量變化的魯棒性。對(duì)后級(jí)PWM逆變器部分,采用準(zhǔn)比例諧振電壓外環(huán)PI電流內(nèi)環(huán)的雙環(huán)控制策略,實(shí)現(xiàn)輸出電壓頻率、幅值連續(xù)可調(diào)且畸變率低的性能。建立了數(shù)字波形發(fā)生器控制系統(tǒng)的模型,推導(dǎo)了控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的控制參數(shù),并通過PSIM仿真軟件搭建仿真平臺(tái)驗(yàn)證了所提控制策略的有效性。(3)分析了多臺(tái)數(shù)字波形發(fā)生器并聯(lián)系統(tǒng)環(huán)流產(chǎn)生的機(jī)理,并且對(duì)環(huán)流產(chǎn)生的機(jī)理進(jìn)行了仿真分析。為了使波形發(fā)生器并聯(lián)系統(tǒng)之間的功率得到精確分配,本文采用一種改進(jìn)下垂控制+虛擬電阻控制策略,并利用PSIM仿真軟件搭建兩臺(tái)數(shù)字波形發(fā)生器并聯(lián)系統(tǒng)仿真平臺(tái),驗(yàn)證了環(huán)流抑制策略的有效性。(4)研制了 20kW數(shù)字波形發(fā)生器裝置樣機(jī),在此基礎(chǔ)上搭建了大功率數(shù)字波形發(fā)生器實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并闡述了裝置的軟硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程。裝置的硬件電路設(shè)計(jì)主要包括功率器件與驅(qū)動(dòng)模塊、電源模塊、主電路參數(shù)設(shè)計(jì)、人機(jī)交互系統(tǒng)等。介紹了軟件主程序、各中斷服務(wù)程序和液晶通信程序。然后詳細(xì)闡述了各模塊單元的結(jié)構(gòu)、參數(shù)設(shè)計(jì)及元件選型。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,驗(yàn)證了所提控制策略的有效性。
【圖文】：

圖２．８邋ｚ域內(nèi)帶延時(shí)的無差拍控制根軌跡圖逡逑圖２．８表示ｋ，取值由４？１６的變化過程中的根軌跡圖

ｉｓ｛ｎ邋＋邋＼）邋＝邋ｙ＊ｉｓ邋｛ｎ）邋＋邋（１邋－邋ｙ）邋＊ｉｓ邋（ｎ）邋＋邐｛ｎ－＼）－ｕｓ邋ｐ邋（？）］邐（２．４０）逡逑ｋｌＬｓ逡逑式（２．４０）中，第》采樣周期的預(yù)測(cè)電流用來表示。電流內(nèi)環(huán)復(fù)合預(yù)測(cè)無差逡逑拍控制框圖如圖２．９所示，可以得出控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下列式子所示逡逑Ｇ＾）邋＝邋ｋ＾－ｙ）＼Ｚ－ｌ）（ｌ邋＋邋ｌ－ｙ）邐（２．４１）逡逑系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為逡逑ｒ（ｚ）－邋ｚ￣ｙ邋ｔ邋Ｇ＾（ｚ）邋＿邐ｋ＇（ｚ邋—邋ｙ）邐ｎ邋４２＾逡逑｛＼－ｙ）ｚ邐１邋＋邋Ｇ４（ｚ）邐ｚ［（ｚ－＾）ｚ邋＋邋（＾－１）（１－ｊ；）］逡逑Ｃ（？邋＋邋ｉ）邋１（ｇ），々Ａ邋吻《，．（”）邋，「＾ｔ｜邋十－ｉ）邋，＋０邋＞，ｒ邋ｉ邋Ｕ？）逡逑—Ｔｓ邐＋－‘邐‘■一邐＼２￣＾／逡逑￥３－咖＋ｉ）申邐0）逡逑＋邋．邋１ＭＪ邋＋逡逑邐１１－ｙｌ邐逡逑圖２．９復(fù)合預(yù)測(cè)無差拍電流控制框圖逡逑當(dāng)冬＝１，有傳遞函數(shù)為也就是對(duì)于任意邋＞；值，，控制延時(shí)滯后了邋２逡逑個(gè)采樣周期。其閉環(huán)特征方程為逡逑Ｑ（ｚ）＾ｚ２－ｙｚ邋＋邋（ｋ，－＼）（＼－ｙ）＾０邐（２．４３）逡逑依據(jù)Ｊｕｒｙ穩(wěn)定判據(jù)，可得到的變化范圍為逡逑０＜＜＜１邋＋」一邐（２．４４）逡逑１－少逡逑Ｊ０＾邋Ｊ；邋：邋ｒ逡逑ｆ邋ｏｘ■表１邋■：…：翻邋ｉ邋ｌｌ：邋：邐＿：：逡逑竭邋＾邋ｉＶ／ｒ邋；：＝00＾ｑ．邐，逡逑＿ａ２＼ｏ．９＾ｒ邋ｖ＝￣0２Ａ－邐■邐，邋；．－＇0Ｗ逡逑＼0
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM935

【參考文獻(xiàn)】

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3 彭自強(qiáng);羅安;陳燕東;陳智勇;龍際根;涂春鳴;;基于分頻虛擬電阻的多逆變器并聯(lián)控制策略[J];電網(wǎng)技術(shù);2013年11期

4 鄒建;林強(qiáng);王二鋒;;基于FPGA的波形發(fā)生器設(shè)計(jì)[J];電子測(cè)量技術(shù);2012年07期

5 周倩;梁輝;;三相PWM整流器PI參數(shù)的設(shè)計(jì)分析[J];電力電子技術(shù);2011年02期

6 謝倩;陳勁操;;用于電能質(zhì)量分析的模擬電網(wǎng)信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)[J];電力系統(tǒng)保護(hù)與控制;2010年16期

7 呂洋;徐政;;投切電容器時(shí)的電網(wǎng)諧波阻抗測(cè)量方法[J];高電壓技術(shù);2009年07期

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9 胡雪峰;譚國(guó)俊;;應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和重復(fù)控制的逆變器綜合控制策略[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2009年06期

10 吳濤;阮新波;;分布式供電系統(tǒng)中源變換器輸出阻抗的研究[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2008年03期

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3 龍際根;帶有源濾波功能的三相光伏并網(wǎng)逆變器研究[D];湖南大學(xué);2015年

4 柳輝;PWM逆變器控制技術(shù)與并聯(lián)環(huán)流特性研究[D];華中科技大學(xué);2014年

5 方蕓;三相逆變器并聯(lián)控制技術(shù)的研究[D];華中科技大學(xué);2014年

6 房玲;基于下垂控制的三相逆變器并聯(lián)技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

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9 代同振;雙PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)研究[D];重慶大學(xué);2010年

10 史蘇娟;基于DSP的任意頻譜發(fā)生器的研究與設(shè)計(jì)[D];上海交通大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2648191