超導(dǎo)磁鐵和電源技術(shù)是粒子加速器發(fā)展過程中磁場系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。針對目前磁鐵電源的網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)不高且存在諧波污染的問題,需尋求更優(yōu)的低成本高效率解決方案。對超導(dǎo)電源實(shí)現(xiàn)能量回饋電網(wǎng)的問題也亟需開展相關(guān)研究。近年來出現(xiàn)的矩陣式變換器,其網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)可經(jīng)調(diào)節(jié)接近于1,當(dāng)采用不同的調(diào)制策略時(shí)可以實(shí)現(xiàn)整流、逆變、斬波、變頻等多種功率變流功能,頻率可以在單級內(nèi)變換,是一種兼具環(huán)保性、通用性的變換器。本文中擬選取矩陣變換器作為加速器電源主電路拓?fù)涞慕鉀Q方案,并對其可行性進(jìn)行研究。矩陣變換器的功率因數(shù)可調(diào),有望實(shí)現(xiàn)輸入電流正弦化,減少諧波污染;能量雙向流動可將超導(dǎo)磁鐵多余能量回饋給電網(wǎng);無需大的電容,可以減小電源裝置體積,提高動態(tài)性能;拓?fù)涞耐ㄓ眯?可以實(shí)現(xiàn)多種電力變換功能,適用于加速器電源中的多種應(yīng)用場合。加速器電源可運(yùn)行于直流或脈沖工作模式,本論文主要研究了適用于直流電源的矩陣變換器拓?fù)�。首先從雙向開關(guān)、換流策略等方面對矩陣變換器實(shí)現(xiàn)雙向高性能的電能變換的工作原理進(jìn)行了理論研究。對矩陣變換器的調(diào)制策略進(jìn)行了廣泛研究,提出了適用于加速器電源的雙向電流控制策略,對其中滯環(huán)電流控制的頻率不穩(wěn)定問題進(jìn)行深入...

【文章頁數(shù)】：134 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 概述
    1.2 矩陣式變換器
        1.2.1 矩陣式變換器結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)
        1.2.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 矩陣式變換器的研究意義
        1.3.1 加速器電源常規(guī)功率變換器特點(diǎn)和不足
        1.3.2 在加速器電源中應(yīng)用矩陣式變換器的研究意義
    1.4 論文的研究內(nèi)容和創(chuàng)新之處
        1.4.1 論文的研究內(nèi)容
        1.4.2 論文的創(chuàng)新之處
第二章 應(yīng)用于加速器電源的矩陣變換器拓?fù)渑c工作原理
    2.1 矩陣式變換器的工作原理
        2.1.1 雙向開關(guān)
        2.1.2 換流策略
    2.2 矩陣式變換器應(yīng)用于加速器直流電源的幾種拓?fù)浼肮ぷ髟?br>        2.2.1 直接型矩陣式整流器
        2.2.2 磁耦合型矩陣式整流器
        2.2.3 前級調(diào)壓型矩陣式整流器
    2.3 應(yīng)用于脈沖電源的矩陣式變換器拓?fù)?br>第三章 矩陣整流器的調(diào)制策略
    3.1 電壓控制法
        3.1.1 開關(guān)函數(shù)
        3.1.2 空間矢量調(diào)制
        3.1.3 空間矢量法與開關(guān)函數(shù)算法的統(tǒng)一性
    3.2 電流控制法
        3.2.1 滯環(huán)電流跟蹤
        3.2.2 比例積分控制
        3.2.3 預(yù)測電流控制
    3.3 其他新型調(diào)制策略
    3.4 矩陣式變換器應(yīng)用于加速器電源的適用控制策略
        3.4.1 網(wǎng)側(cè)的無零、有零矢量調(diào)制策略
        3.4.2 負(fù)載側(cè)的控制策略
第四章 矩陣式整流器的建模與仿真
    4.1 矩陣式整流式直流電源控制電路的仿真模型
        4.1.1 網(wǎng)側(cè)電壓平衡時(shí)的空間矢量調(diào)制
        4.1.2 網(wǎng)側(cè)電壓不平衡時(shí)的空間矢量調(diào)制
        4.1.3 負(fù)載側(cè)的滯環(huán)控制
        4.1.4 不同拓?fù)涞目刂撇呗越５谋容^
    4.2 網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)的仿真分析
    4.3 輸出側(cè)跟蹤性能的仿真分析
第五章 矩陣式整流電源實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的設(shè)計(jì)與測試
    5.1 矩陣式整流器電源實(shí)驗(yàn)樣機(jī)主電路
        5.1.1 雙向開關(guān)模塊的構(gòu)成
        5.1.2 驅(qū)動電路
        5.1.3 輸入、輸出濾波電路
        5.1.4 隔離電源的設(shè)計(jì)
    5.2 矩陣式整流器電源實(shí)驗(yàn)樣機(jī)控制電路
        5.2.1 電壓、電流傳感器
        5.2.2 檢測電路
        5.2.3 脈寬調(diào)制信號的CPLD實(shí)現(xiàn)
        5.2.4 數(shù)字信號處理單元DSP
    5.3 其他保護(hù)電路
    5.4 樣機(jī)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與性能分析
        5.4.1 不同磁鐵電源方案的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        5.4.2 網(wǎng)側(cè)電能質(zhì)量測試與分析
        5.4.3 直流輸出的負(fù)載擾動實(shí)驗(yàn)
        5.4.4 脈沖輸出的負(fù)載擾動實(shí)驗(yàn)及跟蹤誤差分析
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 論文工作總結(jié)
    6.2 下一步工作展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介及在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號：3750534