脉动负载下电源系统功率波动抑制方法研究

发布时间：2021-02-07 10:36

　　随着军、民用大功率电力电子负载的飞速发展,例如高速铁路、电镀电焊,雷达装置以及高性能微处理器等,它们都表现出了越来越显著的负载突变特性,对供电电源的工作方式和电能质量提出了严峻的挑战。因此,研究脉动负载各种工作情况下的运行特性,研究脉动负载对供电系统的影响因素,研究减小脉动负载对系统影响的有效措施,抑制系统功率波动和改善脉动负载下供电电能质量,具有重要的理论价值和实际应用意义。本文对脉动负载条件下电源系统输入侧功率波动抑制方法和改善电能质量进行了研究。首先,本文通过建立脉动负载的数学和仿真模型,基于不控整流-直流变换器-脉动负载的传统系统结构,分析了脉动负载周期、占空比等关键参数对电源系统的影响。在此基础上,对交流输入侧功率波动产生的机理和脉动负载电流谐波畸变特性进行了分析。针对抑制传统系统中输入侧功率波动的方法进行了研究。由于三相PWM整流器具有单位功率因数运行、电流谐波含量低等优点,故使用PWM整流器替代原系统中不控整流环节。在整流器输出侧增加大容量储能电容,用于实现负载功率与输入功率解耦。然后,针对改进后的系统结构,设计一种基于母线电压监测的功率电流双闭环控制方法用于实现功率波动... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 脉动负载电源系统的研究现状
        1.2.1 脉动负载的概念及其系统存在的问题
        1.2.2 脉动负载系统运行特性的研究现状
        1.2.3 脉动负载电源系统功率波动抑制的研究现状
    1.3 开关变换器大信号稳定性分析的研究现状
        1.3.1 开关变换器大信号建模研究现状
        1.3.2 大信号扰动下求解稳定边界方法的研究现状
    1.4 三相PWM整流器的研究现状
        1.4.1 控制策略研究现状
        1.4.2 调制策略研究现状
    1.5 本文的主要研究内容
第2章 脉动负载电源系统特性分析
    2.1 引言
    2.2 脉动负载特性分析
        2.2.1 脉动负载的概念与系统技术指标
        2.2.2 脉动负载电流谐波特性
    2.3 脉动负载参数对电源系统影响规律的分析
    2.4 改进的电源系统结构及建模
        2.4.1 改进后的系统结构
        2.4.2 PWM整流器拓扑结构与工作原理
    2.5 本章小结
第3章 功率波动抑制方法研究
    3.1 引言
    3.2 锁相环的改进方法
        3.2.1 单同步坐标系数字锁相方法
        3.2.2 谐波产生误差的原因分析
        3.2.3 基于内模的DSOGI锁相方法
    3.3 储能电容的参数选择
    3.4 基于母线电压检测的功率电流双闭环控制方法
        3.4.1 开关矢量对功率的作用研究
        3.4.2 基于电压监测的功率电流双闭环控制
        3.4.3 控制器参数设计
    3.5 本章小结
第4章 脉动负载电源系统稳定性分析
    4.1 引言
    4.2 混合势函数理论
    4.3 电源系统的大信号平均模型
    4.4 基于势函数理论的稳定边界计算
        4.4.1 混合势函数的建立
        4.4.2 大信号稳定性判据
    4.5 系统渐进稳定域分析
    4.6 仿真与分析
    4.7 本章小结
第5章 数字控制系统实现及仿真分析
    5.1 引言
    5.2 系统软件设计方案
        5.2.1 主要模块流程图设计
        5.2.2 数字控制器设计
    5.3 基于PLECS的离散域仿真分析
        5.3.1 各工况稳态下的仿真分析
        5.3.2 工况切换暂态过程的仿真分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间的学术成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]含脉冲负载独立微电网的柴-储协调控制策略[J]. 黄家豪,王金全,黄克峰,陈静静,师萌.  现代雷达. 2019(08)
[2]带脉冲负载多相储能发电机励磁控制系统设计[J]. 刘金利,马伟明,翟小飞,晏明.  海军工程大学学报. 2019(03)
[3]具有快速动态响应的大功率脉冲负载电源设计与实现[J]. 朱泽宇,杨平,曹琎,刘晁瑞,吴松荣.  电工电能新技术. 2019(05)
[4]逆变器带脉冲负载运行特性及改进措施[J]. 黄家豪,王金全,陈静静,黄克峰,严鋆.  科学技术与工程. 2019(12)
[5]三相电压型PWM整流器建模、控制及稳定性分析[J]. 贺诗明,熊健,代大一,王泽,吕知彼.  电网技术. 2019(06)
[6]基本的周期性脉动负载供电特性分析[J]. 林松,孙勇.  船电技术. 2018(08)
[7]柴油发电机组带恒功率脉冲负载运行特性研究[J]. 邢鑫,王金全,徐晔,严鋆,亢梦婕.  信息技术与网络安全. 2018(08)
[8]脉冲负荷柴油发电机组特性研究[J]. 吴骏,庞宇,赵凡琪.  船电技术. 2018(02)
[9]脉冲负载对微电网运行特性影响规律的试验研究[J]. 吕闯,解璞,刘正春,柴景云.  电气传动. 2018(01)
[10]脉冲性负载研究现状与展望[J]. 吕闯,解璞.  飞航导弹. 2017(09)

硕士论文
[1]脉冲负载下低输入电流脉动直流电源的研究[D]. 吴小帆.哈尔滨工业大学 2017



本文编号：3022098