【摘要】：離子加速器在工程物理和醫(yī)療領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,其核心裝置為其勵磁電源。傳統(tǒng)的勵磁電源存在功率因數(shù)低、諧波污染大,以及能量不能回收等問題。新型加速器對勵磁電源精度、動態(tài)響應(yīng)和波形形狀提出了更高的要求,于是尋求一種能夠解決上述問題且具有較高調(diào)節(jié)精度和快速動態(tài)響應(yīng)的“綠色”勵磁電源已迫在眉睫。由于精簡矩陣變換器(Reduced Matrix Converter,RMC)具有優(yōu)良輸入輸出性能,同時具有轉(zhuǎn)換級數(shù)少、功率密度高等特性,本文利用RMC作為加速器磁鐵勵磁電源,對RMC的工作原理以及雙極性電流空間矢量調(diào)制策略(Bipolar Current Space Vector pulse-width Modulation,B-C-SVM)進行了推導(dǎo),在此基礎(chǔ)上,針對加速器性能需求和勵磁電流的變化規(guī)律,提出了能量可以雙向流動的一四象限型RMC以及續(xù)流饋能的一二象限型RMC勵磁電源拓撲,并分別給出了前后級協(xié)調(diào)控制方法。針對RMC換流問題,分析了電壓型和電流型四步換流策略,提出一種簡化的三步換流加零矢量混合換流策略,此換流策略不需增加額外的檢測電路,就能很好的消除換流電壓尖峰,保證安全換流。最后給出了傳統(tǒng)RMC電流閉環(huán)控制方案,采用單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制器,并與傳統(tǒng)PID進行仿真性能比較,單神經(jīng)元自適應(yīng)PID系統(tǒng)具有更快動態(tài)響應(yīng)。搭建了一臺以DSP+CPLD為控制器的實驗樣機,設(shè)計了系統(tǒng)軟硬件。在樣機上完成了 RMC換流策略以及電流閉環(huán)方案和功率實驗驗證;完成了一四象限型和一二象限型RMC的能量正傳和回饋的實驗驗證,驗證了所提出的方案的正確性和可行性,結(jié)果表明RMC具有優(yōu)良的網(wǎng)側(cè)和輸出性能,并具有較好的動態(tài)響應(yīng),改進型RMC可實現(xiàn)能量雙向流動,滿足離子加速器勵磁電源性能。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TL503
【圖文】：

圖 6-12 輸出電壓電流波形Fig.6-12 Output voltage and current waveform的波形及分析0.65 0.7 0.75a相輸入電流a相輸入電壓.05s/格) t /(10ms/格)a相輸入側(cè)a相輸入側(cè)電壓變壓器原邊負載側(cè)電流仿真波形 （b）實驗

（c）a 相輸入電流諧波分析圖 6-17 輸入電壓電流波形Fig.6-17 Input voltage and current waveforms5 0.799 0.7995 0.8-100-90-80-70-60-500.6 0.65 0.7 01020304050變壓器原邊電壓變壓器原邊電流t /(0.0005s/格)負載側(cè)電壓負載側(cè)電流t /(0.05s/格)原邊電壓電流仿真波形 （b）負載側(cè)電壓負載側(cè)電流

【參考文獻】

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本文編號：2729166