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蓄电池充放电装置用三相PWM整流器的研究

作　者: 彭智刚
导　师: 梁晖
学　校: 北京交通大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 三相PWM整流器 TMS320F2812 蓄电池充放电 SVPWM 电压定向控制
分类号: TM461
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 381次
引　用: 4次
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内容摘要


蓄电池充放电系统的发展趋势是小型化、智能化、高效节能。目前的蓄电池充放电系统大都采用直接变流或晶闸管整流方式,虽然技术成熟、价格低廉,但仍存在很多缺点,如网侧功率因数低,频率低等,在实际使用及性能方面远远不能满足发展的需要。随着电力电子器件及功率控制技术的发展,基于PWM变流技术的整流器拥有网侧电流正弦化、单位功率因数等优点,为蓄电池充放电装置的开发提供了一种新型的解决方案。为此,本文针对实际需求,对基于PWM技术的蓄电池充放电系统进行研究,设计了一种高效、节能的蓄电池充放电装置用PWM整流器。文章以三相电压型PWM整流器为主要研究对象,分析其工作原理并建立数学模型。对于系统的硬件构成,文中详细分析了系统主电路中三相PWM整流器等相关硬件设计,给出了充放电装置中主电路部分参数的计算方法,同时详细介绍了以DSP—TMS320F2812为核心的控制电路构成,并详述了各部分模块的作用。系统的控制策略采用了电压定向控制,以双闭环结构实现,同时系统引入了电压空间矢量PWM调制方式(SVPWM),以此设计了控制软件。文章最后给出了三相PWM整流器的MATLAB系统模型仿真结果及样机的实验过程,试验结果表明:系统实现了较好的输入电流跟踪性能,输入功率因数接近1,变流器输出电压稳定;获得了较高质量的蓄电池充放电电流,电流纹波小,满足预期技术性能要求。

全文目录


致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
1.引言  10-15
  1.1 研究背景  10-12
    1.1.1 电力电子装置谐波污染问题  10-11
    1.1.2 蓄电池充放电装置的发展  11
    1.1.3 PWM整流器的发展概况  11-12
  1.2 课题介绍  12-15
    1.2.1 系统总体结构  12-13
    1.2.2 文章结构  13-14
    1.2.3 本文工作  14-15
2.三相PWM整流器的研究  15-32
  2.1 PWM整流器分类与拓扑结构分析  15-19
  2.2 电压型PWM整流器的工作原理  19-21
  2.3 三相电压型PWM整流器的数学模型分析  21-31
    2.3.1 ABC静止坐标系的低频模型  21-25
    2.3.2 两相坐标下低频数学模型  25-27
    2.3.3 基于开关函数定义的高频通用数学模型  27-29
    2.3.4 两相dq坐标系的PWM整流器高频数学模型  29-31
  2.4 本章小结  31-32
3.系统硬件电路设计  32-47
  3.1 系统的性能指标及硬件构成  32-33
  3.2 系统主电路设计  33-36
    3.2.1 三相PWM整流器  33-34
    3.2.2 DC/DC变换器  34-36
  3.3 主电路器件参数计算与选择  36-39
  3.4 控制电路的硬件设计  39-46
    3.4.1 主控板  39-44
    3.4.2 IGBT驱动电路  44-46
    3.4.3 其他检测控制电路  46
  3.5 本章小结  46-47
4.PWM整流器控制策略的研究  47-66
  4.1 系统PWM控制算法的选择  47-48
    4.1.1 SVPWM控制策略的引入  47
    4.1.2 SPWM控制与SVPWM控制比较  47-48
    4.1.3 滞环PWM控制与SVPWM控制比较  48
  4.2 SVPWM控制算法的实现  48-52
    4.2.1 SVPWM基本原理  48-49
    4.2.2 SVPWM的调制流程  49-52
  4.3 电压型PWM整流器控制策略的研究  52-58
    4.3.1 间接电流控制  53-54
    4.3.2 电流滞环控制  54
    4.3.3 电压定向控制  54-58
  4.4 控制系统软件简述  58-64
    4.4.1 主程序流程  59
    4.4.2 定时器T1中断处理程序流程  59-60
    4.4.3 故障判断及处理程序流程  60-64
  4.5 系统仿真  64-65
  4.6 本章小结  65-66
5.实验结果及分析  66-74
  5.1 试验概况  66
  5.2 空载整流工况实验  66-67
  5.3 恒压充电工况实验数据  67-69
  5.4 放电工况实验数据  69-71
  5.5 温升实验数据  71-72
  5.6 本章小结  72-74
6.结论  74-76
  6.1 总结  74
  6.2 不足与展望  74-76
参考文献  76-78
附录  78-80
作者简历  80-82
学位论文数据集  82

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 变压器、变流器及电抗器 > 变流器 > 整流器
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