Delta逆变技术用于照明系统的研究

论文摘要

随着现代科学技术的发展,不同电力设备的使用使电力负荷变得越来越复杂,这直接导致了供电系统中电能质量问题日趋严重,电网电压存在如电压升高、跌落、波动、谐波、瞬变等各种干扰。这些问题会对许多敏感的设备产生不利影响,因此,电力用户对电能质量提出了更高的要求。照明系统是电能质量问题的一个典型的受害对象系统。首先,电网电压的不稳定会造成光源的照明质量问题;其次,市电电网电压相对高于照明器具最佳工作电压,也会在灯具上产生多余的能耗。鉴于世界照明用电占总用电量的十分之一以上,节能潜力巨大,这在能源短缺的今天尤其显得严重。针对上述问题,本课题研究的新拓扑的UDVR系统,是应照明系统对降压调节的要求而发展起来的一种电能质量补偿装置。本文从工程应用的角度出发,对传统的UDVR系统、新型拓扑结构的照明用UDVR系统及其基础性技术的Delta逆变技术进行了相关研究。论文结构和主要研究内容如下:首先,简单介绍立题的意义国内外技术背景与发展趋势,阐述了电能质量问题和电能质量补偿技术的发展现状和热点以及Delta逆变技术的发展和用于照明系统的意义。其次,阐述Delta逆变技术的定义特点和用于照明系统的节能原理。其主电路结构、控制方法等相关技术内容也将详细叙述,并介绍了电网信号变量增量的三种检测方法。接着,文章对基于Delta逆变技术的UDVR系统作了详细的研究,包括电路结构、工作原理和系统参数设定等,并针对一个具体的单相UDVR系统及其控制策略进行了设计和仿真。本文的重点是对新型电路拓扑结构的照明节电系统的研究,并对其进行了优化控制算法。通过仿真论证结构的可行性,完成硬件和软件的设计,并在样机上完成了实验,系统可以安全、稳定、可靠地运行。论文的最后部分对全文的工作进行总结与展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 电能质量
• 1.1.1 电能质量的概念
• 1.1.2 电能质量问题
• 1.1.3 电能质量的控制技术
• 1.2 照明用电的现状—绿色照明
• 1.3 选题背景及意义
• 1.3.1 电能质量控制技术的发展现状
• 1.3.2 Delta逆变技术的发展
• 1.3.3 Delta逆变技术用于照明系统的意义
• 1.4 本文的主要工作
• 1.5 本章小结
• 第2章 Delta逆变技术的研究
• 2.1 Delta逆变技术的定义和特点
• 2.2 Delta逆变技术节能原理分析
• 2.3 单相PWM主逆变电路线性化论证
• 2.4 Delta逆变器的主电路结构与工作分析
• 2.4.1 常用主电路结构
• 2.4.2 工作状态分析
• 2.4.3 主电路电量参数
• 2.5 电压和电流增量的检测方法
• 2.5.1 电压瞬时值比较增量检出法
• 2.5.2 瞬时无功功率理论检测法
• 2.5.3 自适应检测法
• 2.5.4 幅值的导数算法检测
• 2.6 Delta逆变技术的控制方式
• 2.6.1 瞬时值滞环比较控制方式
• 2.6.2 定周期比较方式
• 2.6.3 三角波比较控制方式
• 2.7 本章小结
• 第3章 基于Delta逆变技术的UDVR系统的研究
• 3.1 UDVR系统结构组成
• 3.2 UDVR系统主电路结构、电压补偿原理及功能
• 3.2.1 UDVR系统电路结构
• 3.2.2 电网电压波动和谐波的补偿原理
• 3.3 UDVR系统电路参数设计
• 3.4 UDVR系统控制策略
• 3.4.1 并联侧控制策略
• 3.4.2 串联侧控制策略
• 3.5 UDVR系统补偿能力的仿真分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 新型变流电路拓扑的智能照明节电装置的设计
• 4.1 设计原理
• 4.2 主电路结构与控制算法
• 4.2.1 新型主电路拓扑结构
• 4.2.2 工作原理分析
• 4.2.3 系统控制策略
• 4.2.4 系统主电路参数设计
• 4.3 新型拓扑结构的仿真分析
• 4.4 新型拓扑硬件设计实验
• 4.4.1 电路结构框图
• 4.4.2 DSP控制电路板设计
• 4.4.3 电源模块板设计
• 4.4.4 IPM驱动电路板设计
• 4.5 控制软件的开发
• 4.5.1 控制器DSP资源分配
• 4.5.2 主程序流程
• 4.5.3 电网电压锁相原理和程序流程
• 4.6 实验结果分析报告
• 4.7 本章小结
• 第5章 全文总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间撰写的学术论文
• 致谢