基于Cuk交流斩波器的路灯调光控制技术研究
发布时间:2022-02-19 21:19
高压钠灯以其光效高、寿命长、透雾能力强等优点,在道路与场馆照明领域得到了广泛的应用。但是,在实际使用过程中,由于传统的高压钠灯与电感镇流器不具有调光的功能,造成了能源的无谓浪费;同时,由于线路损耗的原因,造成线路末端的高压钠灯工作电压过低,导致其无法正常工作;此外,电网系统的复杂性也会造成电器端电压的波动超过国家标准,缩减气体放电灯具的工作寿命。基于此,本论文设计了一种基于交流斩波器的路灯调光控制器,以满足高压钠灯在实际运行中对电压稳定性和快速调节的高性能要求。论文提出了一种输出电压连续可调的路灯调光控制器方案,应用Cuk型电路拓扑能够升高或降低输出电压的原理,将Cuk交流斩波器电路应用于路灯调光控制。首先对Cuk交流斩波器的原理进行分析,然后给出了Cuk交流斩波器主电路拓扑中各参数的设计方法,最后在MATLAB/Simulink平台上进行了开环仿真验证,证明了其在道路照明节能控制领域具有一定优势。在此基础上,针对电压有效值反馈控制存在的动态响应速度慢的问题,基于状态空间平均法建立了Cuk型AC/AC变换器的数学模型,提出了“电压有效值双前馈的复合控制策略”;MATLAB/Simuli...
【文章来源】:大连理工大学辽宁省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】:59 页
【学位级别】:硕士
【文章目录】:
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题背景
1.2 国内外照明节能技术研究现状
1.2.1 采用效率更高、寿命更长的照明电光源
1.2.2 集中式照明节能技术
1.2.3 分布式照明节能技术
1.3 国内外交流斩波调压技术研究现状
1.4 本课题研究的主要内容
2 Cuk交流斩波器工作原理与仿真研究
2.1 Cuk交流斩波器工作原理
2.1.1 Cuk交流斩波器的开关拓扑
2.1.2 Cuk交流斩波器的驱动方式
2.1.3 Cuk交流斩波器的工作原理
2.2 主电路参数设计
2.2.1 主电路电感电容参数设计
2.2.2 缓冲电路拓扑选型和参数设计
2.3 Cuk交流斩波器的开环仿真研究
2.4 本章小结
3 Cuk交流斩波器闭环控制系统设计
3.1 Cuk交流斩波器数学模型的建立
3.2 电压双前馈复合控制策略
3.3 Cuk交流斩波器的闭环仿真研究
3.4 控制器分时调压控制策略
3.5 本章小结
4 路灯调光控制系统实验研究
4.1 调光控制器整体设计方案及功能概述
4.2 调光控制器样机设计及性能测试
4.2.1 电压过零检测电路设计
4.2.2 IGBT驱动电路设计
4.2.3 输入输出电压采样电路设计
4.2.4 死区电路设计
4.3 其它外围模块设计
4.3.1 系统电源模块设计
4.3.2 时间控制模块
4.4 主电路输入输出性能测试
4.5 路灯调光节能效果测试
4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】:
期刊论文
[1]IGBT的过电压保护及其缓冲电路[J]. 谭耀燊,刘新根. 电子技术与软件工程. 2016(24)
[2]中国绿色照明工程发展与实施回顾[J]. 高飞,郑炳松. 照明工程学报. 2016(04)
[3]基于直接AC/AC变换的动态电压恢复器研究[J]. 金楠,康冬祎,崔光照. 电工技术学报. 2015(11)
[4]照明控制技术的进展[J]. 方景,邴赫亮,肖辉. 照明工程学报. 2014(02)
[5]双管Buck-Boost变换器的输入电压前馈控制策略[J]. 姚川,阮新波,曹伟杰,陈沛琳. 中国电机工程学报. 2013(21)
[6]IGBT过电压产生机理分析及RC缓冲电路的设计[J]. 姜栋栋,王烨,卢峰. 电力科学与工程. 2011(04)
[7]Z源AC/AC变流器动态特性研究[J]. 乔歆慧,解大,张延迟. 电力电子技术. 2011(01)
[8]我国城市道路照明节电技术研究与应用现状[J]. 王晓媛,齐维贵. 照明工程学报. 2010(01)
[9]白光LED照明的可见光通信的现状及发展[J]. 刘宏展,吕晓旭,王发强,梁瑞生,王金东,张准. 光通信技术. 2009(07)
[10]基于Buck-Boost的AC/AC变换器设计[J]. 张超华,汤雨,谢少军. 电工技术学报. 2007(08)
博士论文
[1]基于虚拟正交源电压合成策略的直接AC-AC变换拓扑与控制技术研究[D]. 李楚杉.浙江大学 2014
[2]适用于宽输入电压范围的Buck-Boost直流变换器及其控制策略的研究[D]. 姚川.华中科技大学 2013
[3]路灯、景观灯照明控制系统节能技术研究[D]. 张军朝.太原理工大学 2012
[4]照明电源拓扑及其控制技术研究[D]. 王懿杰.哈尔滨工业大学 2012
[5]单片大功率DC-DC变换器高性能控制方法研究[D]. 周泽坤.电子科技大学 2012
硕士论文
[1]AC-AC型Cuk变换器的研究与分析[D]. 冯劭赜.石家庄铁道大学 2015
[2]绿色照明在火电厂中的应用研究[D]. 王玉梅.华北电力大学 2014
[3]基于Cuk型AC/AC变换器的研究及应用[D]. 于鹏飞.天津理工大学 2014
[4]π型AC/AC交流变换器及其变结构控制策略的研究[D]. 丁明昌.苏州大学 2011
[5]基于交流斩波拓扑的道路照明节能系统设计[D]. 李群英.西安理工大学 2010
[6]高压钠灯电子镇流器关键部分建模及优化设计[D]. 陈诚.浙江大学 2010
[7]基于单周期控制的单相交流斩波器[D]. 刘青.燕山大学 2009
[8]一种新型基于Z源的智能调光控制器[D]. 刘韧.哈尔滨工业大学 2009
[9]基于交流斩波器结构的高压钠灯调光控制器设计[D]. 张迪.哈尔滨工业大学 2007
[10]基于简单拓扑的单相直接AC/AC变换器研究[D]. 蔡鹏.南京航空航天大学 2006
本文编号:3633638
【文章来源】:大连理工大学辽宁省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】:59 页
【学位级别】:硕士
【文章目录】:
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题背景
1.2 国内外照明节能技术研究现状
1.2.1 采用效率更高、寿命更长的照明电光源
1.2.2 集中式照明节能技术
1.2.3 分布式照明节能技术
1.3 国内外交流斩波调压技术研究现状
1.4 本课题研究的主要内容
2 Cuk交流斩波器工作原理与仿真研究
2.1 Cuk交流斩波器工作原理
2.1.1 Cuk交流斩波器的开关拓扑
2.1.2 Cuk交流斩波器的驱动方式
2.1.3 Cuk交流斩波器的工作原理
2.2 主电路参数设计
2.2.1 主电路电感电容参数设计
2.2.2 缓冲电路拓扑选型和参数设计
2.3 Cuk交流斩波器的开环仿真研究
2.4 本章小结
3 Cuk交流斩波器闭环控制系统设计
3.1 Cuk交流斩波器数学模型的建立
3.2 电压双前馈复合控制策略
3.3 Cuk交流斩波器的闭环仿真研究
3.4 控制器分时调压控制策略
3.5 本章小结
4 路灯调光控制系统实验研究
4.1 调光控制器整体设计方案及功能概述
4.2 调光控制器样机设计及性能测试
4.2.1 电压过零检测电路设计
4.2.2 IGBT驱动电路设计
4.2.3 输入输出电压采样电路设计
4.2.4 死区电路设计
4.3 其它外围模块设计
4.3.1 系统电源模块设计
4.3.2 时间控制模块
4.4 主电路输入输出性能测试
4.5 路灯调光节能效果测试
4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】:
期刊论文
[1]IGBT的过电压保护及其缓冲电路[J]. 谭耀燊,刘新根. 电子技术与软件工程. 2016(24)
[2]中国绿色照明工程发展与实施回顾[J]. 高飞,郑炳松. 照明工程学报. 2016(04)
[3]基于直接AC/AC变换的动态电压恢复器研究[J]. 金楠,康冬祎,崔光照. 电工技术学报. 2015(11)
[4]照明控制技术的进展[J]. 方景,邴赫亮,肖辉. 照明工程学报. 2014(02)
[5]双管Buck-Boost变换器的输入电压前馈控制策略[J]. 姚川,阮新波,曹伟杰,陈沛琳. 中国电机工程学报. 2013(21)
[6]IGBT过电压产生机理分析及RC缓冲电路的设计[J]. 姜栋栋,王烨,卢峰. 电力科学与工程. 2011(04)
[7]Z源AC/AC变流器动态特性研究[J]. 乔歆慧,解大,张延迟. 电力电子技术. 2011(01)
[8]我国城市道路照明节电技术研究与应用现状[J]. 王晓媛,齐维贵. 照明工程学报. 2010(01)
[9]白光LED照明的可见光通信的现状及发展[J]. 刘宏展,吕晓旭,王发强,梁瑞生,王金东,张准. 光通信技术. 2009(07)
[10]基于Buck-Boost的AC/AC变换器设计[J]. 张超华,汤雨,谢少军. 电工技术学报. 2007(08)
博士论文
[1]基于虚拟正交源电压合成策略的直接AC-AC变换拓扑与控制技术研究[D]. 李楚杉.浙江大学 2014
[2]适用于宽输入电压范围的Buck-Boost直流变换器及其控制策略的研究[D]. 姚川.华中科技大学 2013
[3]路灯、景观灯照明控制系统节能技术研究[D]. 张军朝.太原理工大学 2012
[4]照明电源拓扑及其控制技术研究[D]. 王懿杰.哈尔滨工业大学 2012
[5]单片大功率DC-DC变换器高性能控制方法研究[D]. 周泽坤.电子科技大学 2012
硕士论文
[1]AC-AC型Cuk变换器的研究与分析[D]. 冯劭赜.石家庄铁道大学 2015
[2]绿色照明在火电厂中的应用研究[D]. 王玉梅.华北电力大学 2014
[3]基于Cuk型AC/AC变换器的研究及应用[D]. 于鹏飞.天津理工大学 2014
[4]π型AC/AC交流变换器及其变结构控制策略的研究[D]. 丁明昌.苏州大学 2011
[5]基于交流斩波拓扑的道路照明节能系统设计[D]. 李群英.西安理工大学 2010
[6]高压钠灯电子镇流器关键部分建模及优化设计[D]. 陈诚.浙江大学 2010
[7]基于单周期控制的单相交流斩波器[D]. 刘青.燕山大学 2009
[8]一种新型基于Z源的智能调光控制器[D]. 刘韧.哈尔滨工业大学 2009
[9]基于交流斩波器结构的高压钠灯调光控制器设计[D]. 张迪.哈尔滨工业大学 2007
[10]基于简单拓扑的单相直接AC/AC变换器研究[D]. 蔡鹏.南京航空航天大学 2006
本文编号:3633638
本文链接:https://www.wllwen.com/jingjilunwen/jianzhujingjilunwen/3633638.html