高压大功率电源控制系统研制

发布时间：2020-04-27 17:52

【摘要】：电弧加热器系统是模拟再入式飞行器经过大气层时的高焓高压环境的关键设备,对于航天事业的发展具有极其重要的意义。随着电弧加热器系统供给电源功率等级的不断增加,对控制系统提出了更高的设计需求。本文针对电弧加热器的叠桥相移晶闸管整流电路拓扑,展开高压大功率电源控制系统的关键技术研究。本文基于叠桥相移电路拓扑的工作原理,对电源控制系统进行设计,提出相应的控制策略,并搭建MATLAB仿真电路在不同工作模式下进行测试验证。针对提出的控制策略,对系统的控制与触发进行了分析,完成了系统的控制拓扑设计。硬件设计方面,针对复杂控制算法下具备多路控制信号输出的叠桥相移电路拓扑控制系统需求,采用DSP+FPGA组合控制方案,并完成了相应的硬件选型与调试工作。基于控制系统的设计需求,完成了控制系统的触发硬件电路设计,此外对同步调理电路和控制欠压保护电路进行了分析设计。软件设计方面,采用CCS开发软件设计控制系统DSP相关程序,主要包括PI调节算法、AD采样处理以及CAN通信等程序。设计FPGA程序,将DSP给定参数转换为多相开关的触发信号,完成了多相移相控制。最后搭建小功率实验平台,进行了闭环启动测试、电流调节动态响应测试。电源系统在各工作模式下具备较好的恒流输出特性,控制系统运行状态良好,验证了本文控制系统设计的正确性及有效性。
【图文】：

图１－】Ｌ２Ｋ电弧风洞与风洞烧蚀实验逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｌ２Ｋ邋ａｒｃ邋ｗｉｎｄ邋ｔｕｎｎｅｌ邋ａｎｄ邋ｗｉｎｄ邋ｔｕｎｎｅｌ邋ａｂｌａｔｉｏｎ邋ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ逡逑

图１－２电弧加热器结构示意图逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ａｒｃ邋ｈｅａｔｅｒ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ逡逑
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM46

【参考文献】

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本文编号：2642492