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基于CAN总线的主从式三相逆变电源并联控制技术研究

作　者: 郭景
导　师: 郑颖楠
学　校: 燕山大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 三相逆变电源 并联控制 均流 数字控制 CAN总线
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 318次
引　用: 8次
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内容摘要


多模块并联实现大容量电源被公认为当今电源变换技术发展的重要方向之一。逆变电源的模块化和并联化运行,打破了逆变器在功率等级上的局限,大大提高了系统的灵活性,用户可根据需要任意组合系统的功率,同时可方便的采用冗余设计,具有高可靠性、易于大功率化的优点。本文在深入研究国内外逆变电源模块并联控制理论技术的基础上,建立了三相逆变器数学模型,分析了逆变电源的并联原理并详细论述了逆变电源的并联特性,如功率特性、电压闭环调节特性等。然后探讨了逆变系统采用电压电流双闭环控制的设计方法,研究了CAN(Controller AreaNetwork)总线技术的特点,对采用CAN总线实现并联的关键技术即均流与同步通讯进行了软硬件设计。本文在理论与仿真分析的基础上,设计了基于CAN总线的主从式三相逆变电源并联系统,并进行了实验验证。该系统具有如下特点:系统通过DSP (TMS320LF2407A)实现了并联系统全数字化控制;系统在同步旋转坐标系下设计,实现了并联系统的无静差输出;同步和均流信号的通讯均通过CAN总线通讯实现,采用了较少的互连线实现三相逆变电源的并联控制,且没有并联数目限制。实验结果表明本文采用这种基于CAN总线的主从式三相逆变电源并联控制动态均流度好,同步性能稳定。同时采用数字控制降低了系统控制的复杂程度,有效地提高了系统的可靠性和工程可实现性。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 绪论  9-19
  1.1 引言  9-10
  1.2 逆变电源控制技术概述  10-12
    1.2.1 三相逆变电源的基本结构  10
    1.2.2 逆变电源控制技术  10-12
  1.3 逆变电源并联技术概况  12-17
    1.3.1 逆变电源并联趋势  12-13
    1.3.2 逆变电源并联控制策略  13-17
  1.4 本文选题的意义及主要研究内容  17-19
    1.4.1 本文选题的意义  17
    1.4.2 本文研究的主要内容  17-19
第2章 逆变电源并联运行系统模型分析  19-31
  2.1 引言  19
  2.2 三相逆变电源的数学模型  19-22
    2.2.1 三相逆变电源模型建立  19-21
    2.2.2 并联三相逆变电源模型建立  21-22
  2.3 并联系统的工作原理及特性分析  22-30
    2.3.1 逆变电源并联工作原理  23-25
    2.3.2 逆变电源并联系统的功率特性分析  25-26
    2.3.3 逆变电源并联系统的电压闭环特性分析  26-30
  2.4 本章小结  30-31
第3章 主从三相逆变电源并联系统研究  31-47
  3.1 引言  31-32
  3.2 单逆变电源模块分析  32-36
    3.2.1 三相逆变电源在旋转坐标系下的数学模型  32-33
    3.2.2 逆变电源控制系统设计  33-36
  3.3 主从并联系统的结构与组成  36-40
    3.3.1 主从并联系统的组成  36-37
    3.3.2 并联系统的环流特性分析  37-40
  3.4 主从并联系统仿真分析  40-46
    3.4.1 解耦控制和不解耦控制仿真比较  40-43
    3.4.2 并联系统的仿真  43-45
    3.4.3 滤波参数差异对系统环流影响的仿真研究  45-46
  3.5 本章小结  46-47
第4章 CAN总线通讯设计  47-58
  4.1 引言  47
  4.2 CAN总线技术简介  47-49
  4.3 CAN总线通讯模块硬件设计  49-51
    4.3.1 CAN控制器的结构  49-50
    4.3.2 CAN模块扩展硬件接口  50-51
  4.4 CAN总线通讯模块软件设计  51-55
    4.4.1 包过滤功能的编程  52
    4.4.2 波特率设置的编程  52-53
    4.4.3 程序流程图  53-55
  4.5 实验结果  55-57
  4.6 本章小结  57-58
第5章 系统软硬件实现及实验结果  58-75
  5.1 系统硬件实现  58-63
    5.1.1 主电路设计  58-59
    5.1.2 驱动电路设计  59-60
    5.1.3 控制电路设计  60-61
    5.1.4 采样检测电路设计  61-62
    5.1.5 过流保护电路设计  62-63
  5.2 系统软件设计  63-66
    5.2.1 TI电机控制库中程序的应用  63-64
    5.2.2 程序流程结构  64-65
    5.2.3 程序定标处理  65-66
  5.3 实验结果与分析  66-74
    5.3.1 单机实验结果  66-69
    5.3.2 双机并联实验结果  69-74
  5.4 本章小结  74-75
结论  75-77
参考文献  77-82
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果  82-83
致谢  83-84
作者简介  84

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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