论文摘要
常规的柴油发电系统由于结构单一,在负载轻重不定的情况下,工作状态不稳定,从而会使得柴油机时常工作在效率较低的区域。为了提高系统燃油效率,本文提出一种新的方案来改善传统柴油发电系统,在原系统中加入蓄电池和功率控制装置,利用功率控制器协调系统能量流动:轻载时蓄电池独立逆变;重载时以发电机输出为交流母线,蓄电池并联发电机逆变供电;当蓄电池亏电时,和用电器件一起作为负载,发电机对其进行充电,从而来保证柴油机工作在高效区。本文采用PWM整流器作为功率控制器,对流入蓄电池的有功和无功进行解耦控制,从而协调系统的能量流动,同时PWM整流器能够只进行有功功率的变换,变换器达到比较高的工作效率。本文首先对PWM整流器建立数学模型,在瞬时无功功率理论的基础上,采用前馈电流解耦控制,使PWM整流器的有功功率和无功功率实现独立控制,以此为基础进行整个系统功率控制的研究;接着在MATLAB中建立混合供电系统的模型,进行系统功率控制的仿真,验证算法的可行性;然后基于MOTOROLA的数字处理芯片MC56F8013,开发了一个小功率样机作为试验平台,自行完成硬件的制作和软件的编写,对系统功率的流动进行控制研究。最后得出的试验结果与理论分析相符合,功率控制器可以快速而且精确的控制系统的功率,因此采用混合供电系统可以使柴油机尽量工作在高效区,提高燃油效率,降低污染。
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