近年来,在电气传动领域中三电平变频器得到了广泛的应用。三电平逆变器拓扑结构的出现为高电压、大功率变频器的实现提供了一个有效的途径。研究和开发三电平大功率变频器,无论在技术上还是在实际应用上都有十分重要的意义。本文围绕三电平大功率通用变频器的实用化技术进行了深入分析和研究。 论文首先介绍了三电平逆变器主电路的拓扑结构、控制要求、基本原理、特性和PWM控制策略以及调试中存在的问题和相关的解决方法。 中点电位不平衡是三电平拓扑结构的一个固有问题。针对这一问题,本论文分析了中点电压不平衡的根本原因,采用了一种基于滞环控制的电压平衡控制方法。该方法根据负载电流方向的不同组合,通过调整小矢量的冗余状态和作用时间,并充分考虑到中矢量对中点平衡的影响,动态调整两个电容器上的电压,同时,详细地分析了当参考电压矢量落到具有一种或两种冗余小矢量的小三角形区间时开关状态的选择、开关序列的顺序以及作用时间的分配。 基于载波的调制策略是三电平变频器采用的主要调制方式之一。本论文对所采用的基于载波的调制策略,作了深入分析,得出了相应的谐波特性。基于谐波总含量,对调制特性的优劣进行了比较,同时得出了不同载波调制策略输出电压谐波含量与调制度变化的对应关系,并通过实验和仿真对相关结果进行了验证。 主电路和控制电路的硬件设计将直接影响到变频器的运行性能。本论文介绍了在现场实际运行中变频器的主回路及其控制回路的硬件设计,采用理论计算与实践验证相结合的方法得出器件相关参数,并且针对变频器内外RCD缓冲电路在工作时所产生的电压不平衡作了分析,详细的给出了其缓冲吸收电路算法。 最后,把本文的部分研究结果应用于实际工业现场中,研制了690V/600kW的大功率中压变频器,给出了现场运行结果。运行结果表明该变频器输出波形良好,性能满足要求。
上传时间: 2013-08-04
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电梯在垂直升降的过程中,由于功率变化范围很大,节能潜力巨大。本文主要工作在于结合电梯系统的特点,对超级电容储能系统中超级电容容量需求及其他相关参数的设置进行详细讨论。也对与之配套的双向DC/DC变换器进行研究。 本文在研究了电梯系统的结构和运行特点的基础上,对其运行过程中能量状态的变化进行了详细分析,得到了储能装置中超级电容器容量的计算方法,并在此基础上,根据超级电容器容量需求与系统前级双向整流器功率的关系,提出了一套简单有效的能量管理方案,减少了储能装置中超级电容器的容量需求。并且对于超级电容容量设置给出了一般的原则。 储能装置与系统直流母线之间需要双向变换器进行能量传递,本文对于各种双向直流变换器拓扑的优缺点进行了比较,结合在超级电容储能装置中的具体应用需要,得出BUCK/BOOST型变换器更适合本文中的应用。 本文为储能装置设计了基于DSP(数字信号处理器)全数字控制的具有多种工作方式的双向DC/DC变换器的小功率样机,在电容器放电时,以恒流模式向直流母线输送能量;在电容器充电时,以分段恒流模式或恒压模式进行充电。文中给出了详细的硬件电路以及数字控制部分的设计过程,并通过实验进行了验证。
上传时间: 2013-04-24
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在电力系统中,无功功率是影响电网稳定的一个重要因素,它关系到整个电力系统能否安全稳定的运行,无功补偿是保证电力系统高效可靠运行的有效措施之一。基于国内电力市场的需求现状,考虑到无功补偿的实现条件和经济适应性,研制出了一种基于DSP TMS320LF2407A控制的TSC型低压动态无功补偿装置。该装置以实时的电网监测数据为依据,以低压网的最佳无功补偿为对象。 本文主要研究了TSC无功补偿的基本原理,无功补偿的控制方式和原理,以及控制器的软、硬件的设计。在硬件设计方面,由DSP TMS320LF2407A作为主控制器,能够实现自动采样计算、无功自动调节、故障保护、数据存储等功能,具有比传统的单片机控制运算速度高,实时性好的特点。采用晶闸管控制投切电容器,完全实现了电容器的快速,无弧,无冲击投切,具有优良的性能。在软件上,采用C语言和汇编语言混合编程,遵循模块化设计原则,提高了系统的通用性和维护的简易程度。在投切原则上,与常见的功率因数控制方案相比较,采用电压无功复合控制,避免了轻载投切振荡,使无功调节更为合理。为了实现装置应具有的功能,本文设计并制作了较为完整的控制电路及其外围设备的硬件电路。它们包括触发电路、采样电路及通讯电路等。文中设计编写了整个控制系统的控制程序,给出了控制软件的结构框图。在本文中,还设计了电容器保护电路,以及装置在电网谐波含量超标时采取的保护措施。实验结果表明,本装置软硬件设计合理,控制方法可行,系统运行可靠,达到了预期的目的。
上传时间: 2013-04-24
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上传时间: 2013-06-11
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超级电容器又称超大容量电容器、金电容、黄金电容、储能电容、法拉电容、电化学电容器或双电层电容器(英文名称为EDLC,即Electric Double Layer Capacitors),是靠极化电解液
上传时间: 2013-05-23
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随着社会经济的发展,人们对于绿色能源和生态环境越来越关注,超级电容器作为一种新型的储能器件,因为其无可替代的优越性,越来越受到人们的重视。在一些需要高功率、高效率解决方案的设计中,工程师已开始采用超级
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上传时间: 2013-04-24
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基于EDA平台的计算机系统结构课程实践本文分析了计算机专业本科生课程计算机系统结构的教学现状, 结合目前在教学实践中采用的部分措施, 提出了在计算机系统结构课
上传时间: 2013-04-24
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横向磁通电机是近些年来出现的一种新型结构的电机,由于其转矩密度和功率密度大的优点受到了广泛的关注,但我国对该种电机的研究尚处于起步阶段。 本课题是国家863计划项目——“新型稀土永磁电机设计与集成技术(课题编号:2002AA324020)”中有关横向磁通永磁同步电动机的部分。本课题的目标就是要充分发挥横向磁通电机功率密度和转矩密度大的优点,克服其功率因数低的缺点,对横向磁通永磁同步电动机的磁场进行计算、分析,找出功率因数偏低的原因,并提出相应的改进方法和建议。在此基础上进行样机的研制,对理论成果进行验证,并力争样机在性能和工艺指标上有所突破,部分指标达到国际领先水平。 本文介绍了横向磁通永磁电机的特点及运行原理,并按照不同的分类方式介绍了横向磁通电机的各种结构。三维磁场的有限元计算十分复杂、计算量大,因此传统电机均采用简化的二维磁场进行计算。但是横向磁通电机由于结构特殊,无法采用简化的二维磁场的计算方法进行分析。因此本文利用ANSYS软件建立了样机模型,对样机进行了三维电磁场分析。在电磁场计算的基础上,进行了电机空载反电势,空载漏磁系数,电磁转矩等相关参数的计算,讨论了横向磁通永磁同步电动机的结构变化对参数的影响。本文特别针对横向磁通永磁电机功率因数较低这一问题进行了分析,找出了功率因数偏低的原因,提出了相应的改善方法和建议,对横向磁通电机的理论研究和设计应用分析方法进行了探讨。本文利用电磁场计算的结果,完成了电机运行特性仿真,克服了采用传统磁路等效的方法带来的误差。最后,通过与样机测试结果的对照研究,验证和完善分析方法,并为进一步获得性能更加优异的样机奠定了基础。
上传时间: 2013-04-24
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音圈电机(VoiceCoilMotor,简称VCM)是特种直线电机,其工作原理与扬声器的音圈类似。其最突出的特点是体积小、重量轻,动作速度快,可以达到很高的定位精度,推力均匀。自从问世以来,广泛的应用在计算机存储设备、航天仪器(例如航天制冷机)、精密测距仪器(例如霍尔位移测量装置)、精密车床以及移动电话中。目前,生产出的VCM电机广泛应用于消费类和生产类市场,特别是高档家用电器和计算机中。 针对目前我国VCM结构设计的不足及工艺的落后,本文结合现有的加工工艺,研究永磁VCM的设计及结构优化,具体内容如下: 首先,介绍VCM工作原理,以及内磁式与外磁式、长音圈与短音圈、动圈式与动铁式、直线式与摇臂式等不同结构VCM及相应特点,阐述了力矩常数的意义及其对电机性能的影响,并详细介绍了VCM在光盘驱动器、硬盘驱动器,以及在电刷试验台(提供静压力)中的典型应用。 其次,从电机电磁场的基本理论出发,介绍有限元及其在电磁场仿真计算中的应用,并采用有限元软件ANSYS,结合实际算例,对VCM进行建模和仿真。 再次,文中详细介绍了永磁VCM的设计过程,提出了设计方法以供参考,其中包含了定量计算,包括了永磁体材料的选择、体积的计算,音圈的设计(匝数计算及选型),以及电机整体的机械结构设计。 最后,结合设计VCM应当遵循的原则,提出了若干结构优化设计方案。在理论推导和分析的基础上,结合仿真软件ANSYS,对几种结构分别进行了电机电磁场以及电机性能的仿真分析,其中包括:采用钕铁硼永磁的单励磁结构VCM与传统铁氧体VCM的性能差异;增加极靴对VCM性能影响;增加短路环及变换结构对VCM动态响应速度的影响等。
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开关磁阻电机驱动系统(SRD)是一种新型交流驱动系统,以结构简单、坚固耐用、成本低廉、控制参数多、控制方法灵活、可得到各种所需的机械特性,而备受瞩目,应用日益广泛.并且SRD在宽广的调速范围内均具有较高的效率,这一点是其它调速系统所不可比拟的.但开关磁阻电机(SRM)的振动与噪声比较大,这影响了SRD在许多领域的应用.本文针对上述问题进行了研究,提出了一种新型齿极结构,可有效降低开关磁阻电机的振动与噪声.通过电磁场有限元计算可看出,在新型齿极结构下,导致开关磁阻电机振动与噪声的径向力大为减小,尤其是当转子极相对定子极位于关断位置时,径向力大幅度地减小,并改善了径向力沿定子圆周的分布,使其波动减小,从而减小了定子铁心的变形与振动,进而降低了开关磁阻电机的噪声.静态转矩因转子极开槽也略微减小,但对电机的效率影响不大.开关磁阻电机因磁路的饱和导致参数的非线性,又因在不同控制方式下是变结构的.这使得开关磁阻电机的控制非常困难.经典的线性控制方法如PI、PID等方法用于开关磁阻电机的控制,效果不好.其它的控制方法如滑模变结构控制、状态空间控制方法等可取得较好的控制效果但大都比较复杂,实现起来比较困难.而智能控制方法如模糊控制本身为一种非线性控制方法,对于非线性、变结构、时变的被控对象均可取得较好的控制效果且不需知道被控对象的数学模型,这对于很难精确建模的开关磁阻电机来说尤其适用.同时,模糊控制实现比较容易.但对于变参数、变结构的开关磁阻电机来说固定参数的模糊控制在不同条件下其控制效果难以达到最优.为取得最优的控制效果,该文采用带修正因子的自组织模糊控制器,采用单纯形加速优化算法通过在线调整参数,达到了较好的控制效果.仿真结果证明了这一点.
上传时间: 2013-05-16
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