论文摘要
三相交流斩波调压器使用全控型开关器件IGBT,将PWM技术应用到交流调压领域,以其动态响应速度快、线性调压范围宽、功率因数高等优点,将逐步取代晶闸管相控交流调压,在中、小功率领域得到广泛应用。本文将其应用在轻载时的异步电机上,通过调节电机的端电压使电机输出转矩与负载相匹配,从而提高效率,达到节能的目的。但是斩波调压系统会产生谐波,引起附加损耗和电机发热、造成电网电压畸变等危害。采用现代电力电子技术、数字信号处理技术和先进控制理论的有源电力滤波器可以动态补偿系统产生的谐波,改善调压电路输出的波形。设计了斩波调压节能系统的硬件电路。包括由IGBT模块和电力二极管组成的主电路;以TMS320LF2407 DSP芯片为核心的控制电路;采用EXB840芯片,并在推荐的外围电路上经过适当修改后的驱动电路。利用SIMULINK对主电路进行了仿真,验证了斩波调压系统给轻载电机供电的可行性。研究了基于瞬时无功功率理论的谐波检测原理,并提出以平均值模型代替低通滤波器的改进ip-iq算法。提出了基于相关原理和频谱搬移原理的谐波检测新算法,仿真对比得出:改进ip-iq和频谱搬移原理的谐波检测算法在动态响应、检测精度等方面具有很好效果。系统全面地介绍了并联型有源滤波器的原理结构及其仿真模型的建立,采用基于频谱搬移原理实现斩波调压系统的谐波检测,利用滞环控制策略实现补偿电流的跟踪控制,提出了限流控制和建立直流侧电压的控制方法。从整个系统的仿真结果看,设计的并联型有源滤波器可以很好的补偿斩波调压器输出的谐波成分,直流侧电压能够顺利建立,整个系统具有较好的稳定性。另外还仿真验证了其补偿的灵活性,可在补偿谐波的同时消除电机负载产生的无功。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 课题来源及研究的目的和意义1.2 国内外在该方向的研究现状及分析1.2.1 交流调压技术研究现状1.2.2 谐波的定义及来源1.2.3 谐波的危害和影响1.2.4 谐波抑制方法研究现状1.3 本论文的主要工作和安排第2章 IGBT斩波调压系统设计与仿真分析2.1 斩波调压原理与系统设计2.1.1 交流斩波调压原理及其谐波分析2.1.2 主电路设计与器件选型2.1.3 驱动电路原理与设计2.1.4 缓冲电路原理与设计2.2 斩波调压系统仿真分析2.2.1 Simulink仿真软件简介2.2.2 斩波调压主电路仿真2.2.3 轻载电机运行仿真2.3 本章小结第3章 谐波检测方法研究3.1 谐波检测方法及其实现技术概述3.1.1 谐波检测理论的研究现状3.1.2 谐波检测实现技术现状3.1.3 谐波检测研究的发展趋势3.2 基于相关原理的谐波电流检测3.2.1 相关谐波检测原理3.2.2 仿真验证和分析p-iq谐波电流检测及其改进'>3.3 基于瞬时无功功率理论的ip-iq谐波电流检测及其改进p-iq谐波检测算法'>3.3.1 ip-iq谐波检测算法p-iq谐波检测算法'>3.3.2 改进ip-iq谐波检测算法3.3.3 仿真对比与结果分析3.4 基于频谱搬移原理的谐波电流检测3.4.1 频谱搬移基本原理3.4.2 谐波检测原理推导3.4.3 仿真验证与结果分析3.5 本章小结第4章 斩波调压谐波消除原理与参数设计4.1 有源电力滤波器结构与分类4.2 并联APF工作原理及发展4.2.1 并联APF工作原理4.2.2 APF的应用及发展趋势4.3 系统总体设计与控制原理4.3.1 系统总体设计4.3.2 带限流环节的电流跟踪PWM控制4.3.3 直流电压获取与稳压控制4.4 系统参数设计4.4.1 APF主电路结构和容量的计算4.4.2 功率开关器件的选取4.4.3 直流侧电压的计算和电容的选取4.4.4 APF输出电感值的选取4.4.5 系统输出LC滤波器的设计4.5 本章小结第5章 系统仿真结果及分析5.1 基于频谱搬移检测法的谐波消除仿真p-iq检测法的谐波和无功消除仿真'>5.2 基于改进ip-iq检测法的谐波和无功消除仿真5.3 本章小结结论参考文献附录1 相关原理的谐波检测Matlab.m程序附录2 斩波调压实验装置攻读学位期间发表的学术论文致谢
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