本文關鍵詞：TSMC-SG系統(tǒng)發(fā)電控制策略研究

  更多相關文章： 雙級式矩陣變換器 起動發(fā)電系統(tǒng) 雙空間矢量調制 發(fā)電控制策略 拓寬發(fā)電功率范圍 SiC

【摘要】：雙級式矩陣變換器以諸多優(yōu)點吸引了研究人員的關注,與傳統(tǒng)的交流變換器相比,它具有無需大型儲能元件、結構緊湊、能實現雙向功率流動、輸入功率因數可調等優(yōu)點。將雙級式矩陣變換器(Two Stage Matrix Converter,TSMC)與起動發(fā)電機(Starter Generator,SG)構成基于雙級式矩陣變換器的起動發(fā)電系統(tǒng)(TSMC-SG系統(tǒng))具有重要的理論意義與實用價值。本文主要對TSMC-SG系統(tǒng)的發(fā)電控制策略展開研究。本文首先介紹了雙級式矩陣變換器的拓撲結構、基本原理以及雙空間矢量調制策略。指出TSMC的不對稱拓撲導致TSMC-SG系統(tǒng)有兩種系統(tǒng)結構:SG位于雙向開關側及SG位于單向開關側。詳細分析了兩種系統(tǒng)結構的優(yōu)缺點,分析結果表明第一種系統(tǒng)結構存在起動時容易發(fā)生過流故障的問題,而第二種系統(tǒng)結構則能夠有效地實現起動和發(fā)電雙功能,因此本文選擇第二種系統(tǒng)進行進一步研究。著重研究了該系統(tǒng)的反向發(fā)電原理,推導出發(fā)電系統(tǒng)的數學模型,并在此基礎上進行了反向發(fā)電控制策略的研究。針對基本控制策略在輕負載時不能使得系統(tǒng)正常工作的問題,對基本控制策略的特性進行了分析,給出了基本控制策略下的負載功率范圍,并提出了一種新型控制策略,使得系統(tǒng)在輕載時也能正常工作,有效地拓寬了負載功率范圍。在Matlab/Simulink軟件中搭建了TSMC-SG系統(tǒng)的仿真模型,并進行仿真研究,仿真結果與理論分析相符,驗證了發(fā)電基本控制策略和拓寬發(fā)電功率范圍的控制策略的正確性和可行性。最后,全新設計并調試了基于SiC器件的TSMC-SG系統(tǒng)原理樣機,詳細介紹了系統(tǒng)軟硬件的具體實現方法,并在此基礎上開展實驗研究,實驗結果驗證了本文研究內容的有效性。
【關鍵詞】：雙級式矩陣變換器 起動發(fā)電系統(tǒng) 雙空間矢量調制 發(fā)電控制策略 拓寬發(fā)電功率范圍 SiC
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V242
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 緒論12-17
• 1.1 研究背景與意義12-13
• 1.2 國內外研究現狀13-16
• 1.2.1 雙級式矩陣變換器的拓撲研究13-14
• 1.2.2 雙級式矩陣變換器的調制策略14
• 1.2.3 雙級式矩陣變換器在發(fā)電系統(tǒng)中的應用研究14-15
• 1.2.4 SiC器件在雙級式矩陣變換器中的應用研究15-16
• 1.3 本文研究意義和主要內容16-17
• 第二章 雙級式矩陣變換器的基本原理17-26
• 2.1 引言17
• 2.2 雙級式矩陣變換器的基本結構17-20
• 2.2.1 雙向開關的構成17-18
• 2.2.2 雙級式矩陣變換器的拓撲結構18-19
• 2.2.3 雙級式矩陣變換器的基本原理19-20
• 2.3 雙級式矩陣變換器的雙空間矢量調制算法20-25
• 2.3.1 雙向開關級調制20-23
• 2.3.2 單向開關級調制23-25
• 2.3.3 雙向開關級和單向開關級的協(xié)同控制25
• 2.4 本章小結25-26
• 第三章 TSMC-SG系統(tǒng)發(fā)電控制策略研究26-48
• 3.1 引言26
• 3.2 兩種TSMC-SG系統(tǒng)結構26-29
• 3.3 TSMC-SG系統(tǒng)發(fā)電時的基本原理29-33
• 3.4 TSMC-SG系統(tǒng)發(fā)電基本閉環(huán)控制策略33-35
• 3.4.1 恒定勵磁控制策略33-34
• 3.4.2 恒端電壓控制策略34-35
• 3.5 拓寬系統(tǒng)發(fā)電功率范圍的控制策略35-39
• 3.5.1 負載功率范圍分析35-37
• 3.5.2 拓寬發(fā)電功率范圍的控制策略37-39
• 3.6 系統(tǒng)建模及仿真分析39-46
• 3.6.1 系統(tǒng)建模39-42
• 3.6.2 仿真分析42-46
• 3.7 本章小結46-48
• 第四章 基于SiC器件的TSMC-SG系統(tǒng)軟硬件設計48-60
• 4.1 引言48
• 4.2 系統(tǒng)硬件電路設計48-56
• 4.2.1 主功率電路設計49-50
• 4.2.2 驅動電路設計50-51
• 4.2.3 采樣調理電路設計51-52
• 4.2.4 濾波器電路設計52-53
• 4.2.5 控制電路設計53-56
• 4.3 系統(tǒng)控制軟件設計56-59
• 4.3.1 DSP軟件設計56-57
• 4.3.2 FPGA軟件設計57-59
• 4.4 本章小結59-60
• 第五章 實驗結果及分析60-68
• 5.1 引言60
• 5.2 反向發(fā)電基本控制策略實驗及分析60-62
• 5.3 拓寬發(fā)電功率范圍控制策略實驗及分析62-64
• 5.4 正反向發(fā)電控制對比及分析64-67
• 5.5 本章小結67-68
• 第六章 結論68-70
• 6.1 本文的主要工作68
• 6.2 存在問題及進一步工作68-70
• 參考文獻70-74
• 致謝74-75
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文75-76
• 附錄76

【參考文獻】

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1 梁美;鄭瓊林;可，

本文編號：896438