發(fā)布時(shí)間：2017-09-03 15:42

  本文關(guān)鍵詞：3KW饋能型電力電子負(fù)載的研制

  更多相關(guān)文章： 電力電子負(fù)載 LCL濾波器 三相半橋 電流跟蹤控制 PI控制 重復(fù)控制

【摘要】：隨著社會工業(yè)自動化與電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展,不同類型的電源被用于人們生產(chǎn)生活的各個(gè)方面,所以電源的質(zhì)量與人們生活質(zhì)量息息相關(guān),因此需要對電源的各種性能進(jìn)行校驗(yàn)。對于傳統(tǒng)的電源校驗(yàn)設(shè)備大部分是線性電器元件和電力電子器件構(gòu)成的,工作時(shí)需要消耗大量的有功功率,造成能源和空間的浪費(fèi)。本文采用電力電子負(fù)載對電源性能進(jìn)行校核,可以做到綠色環(huán)保,同時(shí)節(jié)省大量能源。此外,其模擬的負(fù)載類型可以是線性也可以是非線性的,對于幅值和功率可以做到無級調(diào)節(jié),而且操作簡單。本文以背靠背的三相半橋的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),建立了電力電子負(fù)載主電路的模型。分析了電力電子負(fù)載的不同工作模式,負(fù)載工作模式指令電流的計(jì)算方法。為了改善系統(tǒng)輸出電流波形,采用LCL濾波器,根據(jù)系統(tǒng)的功率及濾波效果,確定LCL元件的參數(shù),根據(jù)直流側(cè)電壓波動程度確定直流側(cè)電容參數(shù)。本文采用開關(guān)頻率固定的三角載波比較法,并根據(jù)電力電子負(fù)載對模擬負(fù)載側(cè)與饋能側(cè)帶寬與精度的要求不同,分別選用兩種電流控制器：P控制、PI+重復(fù)控制。并對饋能側(cè)的死區(qū)進(jìn)行補(bǔ)償,同時(shí)兩側(cè)均采用SVPWM的簡化算法,提高了直流側(cè)電壓利用率。利用PSIM仿真軟件,對電力電子負(fù)載進(jìn)行了建模仿真,驗(yàn)證本文設(shè)計(jì)的控制器P控制器、PI+重復(fù)控制器的可行性,饋能側(cè)與模擬負(fù)載側(cè)電流波形達(dá)到系統(tǒng)的要求。在系統(tǒng)電壓波動±10%的情況先,觀察系統(tǒng)在恒流、恒功率、恒阻抗時(shí)電流波形隨電壓波動情況。在以上研究工作的基礎(chǔ)上,本文設(shè)計(jì)研制了一臺電力電子負(fù)載裝置,介紹了系統(tǒng)的硬件參數(shù),控制器的的構(gòu)成和程序流程圖。對電力電子負(fù)載的饋能側(cè)和模擬負(fù)載側(cè)的輸出波形進(jìn)行分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明本文提出的電流控制策略的有效性和適用性,確保了電力電子負(fù)載的穩(wěn)態(tài)性能。
【關(guān)鍵詞】：電力電子負(fù)載 LCL濾波器 三相半橋 電流跟蹤控制 PI控制 重復(fù)控制
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN86
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-15
• 1.1 課題研究的背景及意義11-12
• 1.2 電力電子負(fù)載的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文選題依據(jù)及主要工作內(nèi)容13-15
• 第二章 電力電子負(fù)載裝置的結(jié)構(gòu)與基本原理15-29
• 2.1 主電路拓?fù)浣Y(jié)15-16
• 2.2 電壓型逆變器的數(shù)學(xué)模型16-18
• 2.3 電力電子負(fù)載的工作原理18-20
• 2.3.1 饋能側(cè)工作原理18
• 2.3.2 模擬負(fù)載側(cè)工作原理18-20
• 2.4 主電路參數(shù)設(shè)計(jì)20-27
• 2.4.1 LCL的數(shù)學(xué)模型20-22
• 2.4.2 總電感量的計(jì)算22-25
• 2.4.3 濾波電容的計(jì)算25
• 2.4.4 小電感量的計(jì)算25
• 2.4.5 阻尼電阻的計(jì)算25-26
• 2.4.6 直流側(cè)電容的選擇26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-29
• 第三章 系統(tǒng)控制策略29-55
• 3.1 電流跟蹤控制策略29-30
• 3.2 饋能側(cè)控制策略30-38
• 3.2.1 饋能側(cè)電流環(huán)調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)30-32
• 3.2.2 饋能側(cè)電流環(huán)的死區(qū)補(bǔ)償32-35
• 3.2.3 直流側(cè)母線電壓穩(wěn)壓控制策略35-38
• 3.3 模擬負(fù)載側(cè)復(fù)合控制38-50
• 3.3.1 電流環(huán)PI控制器的設(shè)計(jì)38-39
• 3.3.2 PI控制的參數(shù)設(shè)計(jì)39-40
• 3.3.3 重復(fù)控制的原理40-43
• 3.3.4 重復(fù)控制器設(shè)計(jì)43-49
• 3.3.5 復(fù)合控制49-50
• 3.4 SVPWM的簡化算法50-53
• 3.5 本章小結(jié)53-55
• 第四章 電力電子負(fù)載的仿真研究55-63
• 4.1 3KW電力電子負(fù)載的軟起動與充電過程55-56
• 4.2 系統(tǒng)正常工作狀態(tài)56-61
• 4.2.1 恒流模式56-58
• 4.2.2 恒阻抗模式58-59
• 4.2.3 恒功率模式59-60
• 4.2.4 非線性負(fù)載60-61
• 4.3 本章小結(jié)61-63
• 第五章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)及裝置運(yùn)行實(shí)驗(yàn)研究63-87
• 5.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)63-64
• 5.2 主電路器件選型64-66
• 5.2.1 軟啟部分的設(shè)計(jì)64-65
• 5.2.2 LCL濾波部分器件的選擇65
• 5.2.3 IGBT的選擇65-66
• 5.2.4 驅(qū)動電路的選擇66
• 5.3 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)66-69
• 5.3.1 主控制器介紹66
• 5.3.2 控制器的工作流程66-67
• 5.3.3 控制器主要模塊的硬件設(shè)計(jì)67-69
• 5.4 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)69-78
• 5.4.1 DSP控制程序設(shè)計(jì)69-77
• 5.4.2 FPGA控制程序設(shè)計(jì)77-78
• 5.5 上位機(jī)功能設(shè)計(jì)78-81
• 5.6 裝置運(yùn)行實(shí)驗(yàn)研究81-86
• 5.6.1 饋能側(cè)穩(wěn)壓實(shí)驗(yàn)81
• 5.6.2 模擬負(fù)載側(cè)電流81-86
• 5.7 本章小結(jié)86-87
• 第六章 論文總結(jié)與展望87-89
• 6.1 論文總結(jié)87-88
• 6.2 展望88-89
• 致謝89-91
• 參考文獻(xiàn)91-95
• 附錄95-98
• 附錄A95-96
• 附錄B96-98

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