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ARM在静止无功发生器中的应用

作　者: 张本磊
导　师: 王仲初
学　校: 辽宁科技大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 静止无功发生器无功电流检测直接电流控制 ARM MATLAB/SIMULINK
分类号: TM761
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 17次
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内容摘要

作为无功补偿的重要手段,静止无功发生器在人民日常生活和工业生产中发挥着越来越大的作用。提高电能质量,减少设备容量,节省电费开支,这些都是静止无功发生器的重要作用。本文首先简单介绍了无功补偿的研究背景以及发展现状,对比了各种无功补偿装置控制性能的优劣,建立了基于开关函数和占空比的数学模型。其次研究了无功电流检测方法,对比了静止无功发生器的两种控制策略：间接电流控制和直接电流控制。本文选择ARM作为SVG的控制器,设计了基于ARM控制器的控制电路,总结了电感、电容等元器件的选取原则,最后搭出了硬件电路。介绍了编程软件与软件仿真的使用方法,设计了软件的程序流程图。最后,运用仿真软件MATLAB分别搭建SVG控制器的仿真模型,并进行详细的仿真分析,仿真结果证实了该系统整体结构、电流检测、控制策略及参数计算方法的正确性和可行性。另外,针对不同I GBT开关频率,对逆变器输出波形做了比较分析。

全文目录

中文摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-12
  1.1 无功功率的产生和影响  8-9
  1.2 各种无功补偿装置简介  9-10
  1.3 选题的意义及研究内容  10-11
  1.4 本文所作的工作  11-12
第二章 SVG的基本原理和数学建模  12-22
  2.1 基本原理  12-14
    2.1.1 不计内部损耗时的工作原理  13-14
    2.1.2 考虑内部损耗时的工作原理  14
  2.2 SVG的工作特性  14-16
  2.3 SVG的数学模型  16-21
    2.3.1 基于开关函数的数学模型  16-18
    2.3.2 基于占空比的数学模型  18-21
  2.4 本章小结  21-22
第三章无功电流检测和控制策略  22-37
  3.1 传统的无功电流检测方法  22-23
  3.2 基于瞬时无功功率理论的检测法  23-27
    3.2.1 基于p-q运算方式的无功电流实时检测方法  25
    3.2.2 基于i_p-i_q运算方式的无功电流实时检测方法  25-27
  3.3 SVG的控制策略  27-36
    3.3.1 间接电流控制  27-30
    3.3.2 直接电流控制  30-33
    3.3.3 预测电流控制  33-36
  3.4 本章小结  36-37
第四章基于ARM的控制系统的硬件设计  37-50
  4.1 系统的总体结构  37-39
  4.2 器件选型  39-41
    4.2.1 滤波电抗器选型  39
    4.2.2 直流侧电容器选型  39-40
    4.2.3 IGBT模块选型  40-41
  4.3 测量电路设计  41-44
    4.3.1 交流电流的检测  41-42
    4.3.2 直流电压检测  42-43
    4.3.3 交流电压检测  43
    4.3.4 同步信号采集电路  43-44
  4.4 控制电路设计  44-47
  4.5 IGBT驱动电路设计  47-49
  4.6 本章小结  49-50
第五章 SVG的ARM控制系统软件设计  50-65
  5.1 ARM软件编程简介  50-55
    5.1.1 微处理器的工作状态  50-51
    5.1.2 编程仿真软件  51-55
  5.2 控制软设计  55-62
  5.3 抗干扰措施的设计  62-63
  5.4 本章小结  63-65
第六章控制系统的仿真  65-78
  6.1 MATLAB仿真技术概述  65-66
  6.2 SVG仿真模型的建立  66-73
    6.2.1 i_p-i_q法仿真模块  66-69
    6.2.2 PWM信号产生模块  69-72
    6.2.3 PLL锁相环模块  72
    6.2.4 三相交流电源模块  72-73
  6.3 仿真结果分析  73-78
总结与展望  78-79
参考文献  79-84
致谢  84

ARM在静止无功发生器中的应用

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