400Hz动态电压校正装置研究

发布时间：2017-09-20 16:28

  本文关键词：400Hz动态电压校正装置研究

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【摘要】：集中式供电系统具有结构简单、组建方便、高可靠性及高容量利用率等优点,是飞机外部电源供电方式的一种发展方向。由于电源频率较高、输电距离长,集中式供电系统的电缆压降不可忽视,严重时会使得负载端电压幅值无法满足飞机外部电源标准。同时,为提高供电系统的可靠性,还需要考虑系统一对多供电时用电设备之间的短路故障隔离问题。基于传统动态电压跌落校正器(Dynamic Sag Corrector,DySC)及其衍生的拓扑结构,提出一种改进型的兼顾短路故障隔离功能的动态电压校正装置(Dynamic Voltage Corrector,DVC)。该装置由网侧变换器和负载侧变换器级联构成:网侧变换器采用双向AC-DC半桥拓扑结构,负责从电网侧提取能量并且能够实现能量双向传递;负载侧变换器为中点箝位型三电平半桥拓扑(Three-Level Neutral Point Clamped,3L-NPC),与电网电压串联进行电压校正。详细分析了在电网电压正常、跌落和暂升以及负载短路故障情况下DVC的工作原理,明晰两级变换器的工作模式并建立相应的等效模型;在采用同相位能量补偿策略的基础上,深入研究DVC两级独立控制策略,并结合系统的稳态和动态性能要求给出其具体的控制参数设计方法;分析了DVC采用滤波电感电流限幅控制以实现短路故障隔离的可行性,对比不同电网电压工况下DVC短路限流运行的差异性并设计建立了一套软硬件保护机制,以此提高DVC短路工作的可靠性。设计了一台3kVA实验样机,并对动态电压校正装置进行仿真和实验研究。仿真和实验结果表明:DVC可以按要求补偿电压跌落和暂升,且对电网电压的校正精度高、响应速度快;在负载发生短路故障时,DVC可以及时有效地限制短路电流,与理论分析相吻合。
【关键词】：电压跌落 电压暂升 短路限流 能量回馈 三电平半桥 比例谐振控制
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V242.2
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-14
• 第一章 绪论14-22
• 1.1 课题背景与意义14-15
• 1.2 电压补偿技术研究现状15-18
• 1.2.1 电路拓扑15-17
• 1.2.2 补偿策略17-18
• 1.3 短路限流技术研究现状18-20
• 1.3.1 桥式固态限流器19
• 1.3.2 DVR短路限流器19-20
• 1.3.3 电流环限流控制技术20
• 1.4 论文研究内容及结构安排20-22
• 第二章 动态电压校正装置的补偿控制技术研究22-37
• 2.1 DYSC衍生拓扑分析22-24
• 2.1.1 3L-NPC半桥式DySC拓扑22
• 2.1.2 负载侧取电式DySC拓扑22-23
• 2.1.3 能馈式DySC拓扑23-24
• 2.2 DVC电压补偿原理24-28
• 2.2.1 电网电压跌落24-25
• 2.2.2 电网电压正常25-26
• 2.2.3 电网电压暂升26-28
• 2.3 DVC短路限流原理28-29
• 2.4 DVC控制策略29-35
• 2.4.1 网侧变换器控制策略29-32
• 2.4.2 负载侧变换器控制策略32-35
• 2.5 本章小结35-37
• 第三章 动态电压校正装置实验样机设计37-54
• 3.1 功率器件选取37-39
• 3.2 网侧电感设计39-41
• 3.3 直流母线电容设计41-42
• 3.4 负载侧LC滤波器设计42-47
• 3.4.1 滤波器参数设计42-45
• 3.4.2 滤波电感设计45-47
• 3.5 控制参数设计47-53
• 3.5.1 网侧变换器控制参数设计48-49
• 3.5.2 负载侧变换器控制参数设计49-53
• 3.6 本章小结53-54
• 第四章 动态电压校正装置仿真与实验研究54-71
• 4.1 仿真验证54-62
• 4.1.1 动态电压校正仿真54-59
• 4.1.2 负载短路限流仿真59-62
• 4.2 实验验证62-69
• 4.2.1 动态电压校正实验62-68
• 4.2.2 负载短路限流实验68-69
• 4.3 本章小结69-71
• 第五章 总结与展望71-73
• 5.1 工作总结71-72
• 5.2 工作展望72-73
• 参考文献73-78
• 致谢78-79
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文79

【参考文献】

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本文编号：889171