本文關(guān)鍵詞：自勵異步發(fā)電機靜態(tài)無功補償研究

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【摘要】：隨著電力技術(shù)的發(fā)展,自勵異步發(fā)電機以其特有的優(yōu)勢,越來越受到各行各業(yè)的青睞,在電力領(lǐng)域不僅可以解決偏遠地區(qū)的供電問題,在風力、水力等清潔能源發(fā)電領(lǐng)域中的應(yīng)用也日漸廣泛;在船舶、軍事等領(lǐng)域,全電艦船、全電飛機、全電坦克等概念的推廣和投入實踐,將自勵異步發(fā)電機的應(yīng)用帶到了一個新的高度。但是自勵異步發(fā)電機也有一個明顯的不足,就是帶負載能力差,當負載發(fā)生變化的時候,機端電壓難以穩(wěn)定,不能可靠供電,究其原因是自勵異步發(fā)電機系統(tǒng)的無功功率不足,需要進行無功補償來穩(wěn)定機端電壓。靜態(tài)無功補償裝置以其成熟的技術(shù),特有的補償靈活性,能方便、快捷、連續(xù)的提供無功補償。本文將對自勵異步發(fā)電機使用TCR-TSC型靜態(tài)無功補償裝置無功補償?shù)南到y(tǒng)進行探究,通過方針和實驗驗證其可行性。根據(jù)異步發(fā)電機的數(shù)學模型,通過坐標轉(zhuǎn)換與公式推理的方式詳述了維持異步發(fā)電機機端電壓穩(wěn)定的原理,將無功補償穩(wěn)定發(fā)電機機端電壓的概念引入,通過分析其中各個量的變化對機端電壓的影響,采用了無功補償穩(wěn)定機端電壓的方法,并給出TCR-TSC型靜態(tài)無功補償裝置各容量的計算方式。介紹了TCR型靜態(tài)無功補償裝置的基本原理與結(jié)構(gòu),推導(dǎo)并分析了TCR的等效電納與其觸發(fā)延時角之間的關(guān)系,說明了TCR電路、TSC的結(jié)構(gòu)和原理以及投切時刻選擇依據(jù)。根據(jù)TCR-TSC型靜態(tài)無功補償裝置的結(jié)構(gòu),從TCR的控制方式入手,詳述了TCR-TSC型靜態(tài)無功補償裝置電壓閉環(huán)負反饋的控制原理、控制策略,以及TCR-TSC型靜態(tài)無功補償裝置的動態(tài)性能。根據(jù)選好的控制策略和補償模型,對設(shè)計實驗平臺的硬件部分進行了設(shè)計,包括帶有濾波功能的電壓采樣電路,晶閘管數(shù)字觸發(fā)電路等。在硬件電路基礎(chǔ)上,設(shè)計了針對TMS320F28335的軟件程序。從仿真和實驗兩個方面入手,對自勵異步發(fā)電機系統(tǒng)機端電壓穩(wěn)定特性進行了驗證,說明了使用靜態(tài)無功補償裝置的可行性。研究表明,無功補償時使用比例積分控制器,可以消除補償達到穩(wěn)態(tài)后的電壓偏差。此外,通過仿真結(jié)果與實驗結(jié)果的對比,找到了設(shè)計實驗時可采用更合理濾波器及元件等完善之處。
【關(guān)鍵詞】：自勵異步發(fā)電機 電壓穩(wěn)定 靜態(tài)無功補償裝置 DSP
【學位授予單位】：青島大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM31;TM761
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 第一章 緒論7-13
• 1.1 課題研究的背景與意義7-8
• 1.2 異步發(fā)電機的研究現(xiàn)狀8-9
• 1.3 無功補償裝置的發(fā)展概況9-12
• 1.4 論文的主要內(nèi)容12-13
• 第二章 自勵異步發(fā)電機靜態(tài)無功補償原理分析13-21
• 2.1 自勵異步發(fā)電機的數(shù)學模型13-15
• 2.2 異步發(fā)電機靜態(tài)無功補償原理15-19
• 2.3 靜態(tài)無功補償裝置容量的計算19-20
• 2.3.1 TSC容量的計算19-20
• 2.3.2 TCR容量的計算20
• 2.4 小結(jié)20-21
• 第三章 TCR-TSC型靜態(tài)無功補償裝置設(shè)計21-35
• 3.1 TCR型靜態(tài)無功補償裝置21-23
• 3.1.1 TCR型靜態(tài)無功補償裝置的結(jié)構(gòu)與原理21-23
• 3.1.2 TCR型靜態(tài)無功補償器電路設(shè)計23
• 3.2 TSC型靜態(tài)無功補償裝置23-26
• 3.2.1 TSC型靜態(tài)無功補償裝置的結(jié)構(gòu)與原理24
• 3.2.2 TSC型靜態(tài)無功補償裝置投切時刻的選取24-26
• 3.3 TCR-TSC型靜態(tài)無功補償裝置26-29
• 3.3.1 TCR-TSC型靜態(tài)無功補償裝置的結(jié)構(gòu)與原理26-27
• 3.3.2 TCR-TSC型靜態(tài)無功補償裝置的特性27-29
• 3.4 TCR-TSC型靜態(tài)無功補償裝置控制策略選擇29-33
• 3.4.1 TCR的控制策略29-30
• 3.4.2 TCR-TSC型靜態(tài)無功補償裝置的控制策略30-33
• 3.5 小結(jié)33-35
• 第四章 異步發(fā)電機靜態(tài)無功補償系統(tǒng)的硬件與軟件35-45
• 4.1 無功補償控制系統(tǒng)原理35-36
• 4.2 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計36-41
• 4.2.1 硬件設(shè)計要求與方案36-37
• 4.2.2 DSP控制模塊設(shè)計的設(shè)計37
• 4.2.3 電壓采集模塊設(shè)計設(shè)計37-39
• 4.2.4 晶閘管觸發(fā)系統(tǒng)39-41
• 4.3 異步發(fā)電機靜態(tài)無功補償系統(tǒng)的軟件設(shè)計41-44
• 4.3.1 主程序設(shè)計42
• 4.3.2 模數(shù)變換器中斷子程序設(shè)計42-44
• 4.4 小結(jié)44-45
• 第五章 異步發(fā)電機靜態(tài)無功補償系統(tǒng)仿真及實驗結(jié)果分析45-59
• 5.1 仿真模型的建立45-50
• 5.1.1 異步發(fā)電機仿真模塊的搭建45-46
• 5.1.2 靜態(tài)無功補償模塊的搭建46-49
• 1.計算電壓空間矢量轉(zhuǎn)換模塊47
• 2.線性化模塊的實現(xiàn)47-48
• 3.脈沖觸發(fā)模塊的實現(xiàn)48-49
• 4.SVC 主電路模塊49
• 5.1.3 異步發(fā)電機靜態(tài)無功補償控制系統(tǒng)仿真模型49-50
• 5.2 仿真結(jié)果及分析50-54
• 5.3 實驗結(jié)果及分析54-57
• 5.3.1 實驗及結(jié)果54-55
• 5.3.2 結(jié)果分析55-57
• 5.4 小結(jié)57-59
• 第六章 結(jié)論59-61
• 參考文獻61-65
• 攻讀學位期間的研究成果65-67
• 附錄67-71
• 致謝71-73

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本文編號：685428