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基于串联补偿技术的可控移相逆变电源研究与设计

发布时间:2019-03-24 21:39
【摘要】:电能是如今最重要的能源之一,随着用户数量的增多,接入电网的设备数量与种类也在不断增多。非线性负载的投入降低了电网的功率因数,影响了用户电压的稳定性。而一个稳定的电网电压是用户设备与电网安全稳定运行的重要保障。在上述背景下,本文研究了一种可控移相逆变电源,将其应用于串联电压补偿中。该装置主要由前级Boost APFC电路与后级单相逆变电路组成。文中分析了前级电路的工作状态与传统数字控制算法,研究了一种基于占空比预测的控制算法。同时对装置后级逆变电路进行建模分析,给出了在虚拟矢量下的控制算法并使用MATLAB/Simulink对算法进行仿真,画出系统Bode图。文章对装置的各个硬件电路中的重要元器件参数进行了详细的计算并给出了选型结果。考虑数字控制具有的高速信息处理能力,装置采用基于TMS320F28335芯片的数字控制器对其前级电路与后级电路进行控制。最后,本文研制了一台1kW实验样机,并对其进行实验验证。实验结果表明,该装置输入功率因数达到0.98,并且可以输出稳定的正弦交流电,能够通过控制改变其输出波形的相位与幅值减小配电线路压降,达到电压补偿的目的。
[Abstract]:Electric energy is one of the most important energy sources nowadays. With the increase of the number of users, the number and types of equipment connected to the grid are increasing. The input of nonlinear load reduces the power factor and affects the stability of user voltage. A stable grid voltage is an important guarantee for the safe and stable operation of user equipment and power grid. In this paper, a controlled phase-shifted inverter is studied and applied to series voltage compensation. The device is mainly composed of front-stage Boost APFC circuit and post-stage single-phase inverter circuit. In this paper, the working state of the front circuit and the traditional digital control algorithm are analyzed, and a control algorithm based on duty cycle prediction is studied. At the same time, the back stage inverter circuit of the device is modeled and analyzed, and the control algorithm under the virtual vector is given. The algorithm is simulated with MATLAB/Simulink, and the Bode diagram of the system is drawn. In this paper, the parameters of the important components in each hardware circuit of the device are calculated in detail and the selection results are given. Considering the high-speed information processing ability of digital control, a digital controller based on TMS320F28335 chip is used to control the front circuit and the back stage circuit. Finally, an experimental prototype of 1kW is developed and verified by experiments. The experimental results show that the input power factor of the device can reach 0.98, and the stable sinusoidal alternating current can be output. The voltage compensation can be achieved by controlling the phase and amplitude of the output waveform to reduce the voltage drop of the distribution line.
【学位授予单位】:广西大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM464

【参考文献】

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本文编号:2446706

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