学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

飞轮储能电池电力电子转换控制系统的研究

作　者: 陈定宙
导　师: 刘任先
学　校: 河海大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 飞轮电池电力电子仿真永磁同步电机(PMSM) MATLAB语言
分类号: TM911
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 739次
引　用: 4次
阅　读: 论文下载

内容摘要

电力的储蓄在现代社会中的作用越来越重要，特别是在许多高科技行业，如：现代加工制造中心、计算中心、通信服务中心、电动车辆、金融服务等领域，其对电力系统的稳定性和可靠性要求非常苛刻。传统的蓄电池作为一种电力储蓄装置，尽管其应用泛围很广泛、性能也在逐渐提高，但是一直无法摆脱化学电池固有的弊病。而作为一种纯机电的储能系统——飞轮电池，由于其具有比能量大、比功率高、无二次污染、寿命长等优点，在短短的时间内得到了很快的发展。本论文在查阅了大量国内外相关研究的基础上，以电动车辆和不间断电源(UPS)为应用背景，进行了中小功率飞轮电池的电力电子转换控制系统的硬件电路和软件设计。通过应用先进的电压矢量控制和直流升降压斩波技术，采用电压、电流和转速的闭环控制，结合多种保护措施和降低功耗方法，使得该系统具有工作安全可靠、功耗低等优点。最后建立起该飞轮电池系统的充放电过程的数学模型，并应用MATLAB语言编程来对充放电过程进行了仿真。结果表明该控制系统的工作过程稳定可靠、充电速度快，各项技术指标和综合性能都很好，达到了预期的目的。

全文目录

第一章绪论  7-17
  1.1 飞轮储能电池的产生及其发展背景  7-10
    1.1.1 常用蓄电池性能比较  7-10
  1.2 飞轮储能电池的工作原理  10-11
  1.3 飞轮储能电池的最新发展动态  11-13
    1.3.1 复合材料飞轮  11
    1.3.2 集成的发电机／电动机  11-12
    1.3.3 支撑轴承  12
    1.3.4 电力电子转换器及其控制系统  12
    1.3.5 真空腔、辅助轴承和事故屏蔽容器  12-13
  1.4 飞轮储能电池的实际应用  13-15
    1.4.1 电动车辆  13-14
    1.4.2 不间断电源(UPS)  14
    1.4.3 国际空间站  14
    1.4.4 电力调峰  14-15
  1.5 本论文的主要任务  15-16
  1.6 本章小结  16-17
第二章飞轮储能电池的主电路及其控制原理  17-35
  2.1 飞轮储能电池的集成电机系统概述  17-19
  2.2 飞轮储能电池控制集成电机的主电路工作原理  19-22
    2.2.1 飞轮电池充电的工作原理  19-20
    2.2.2 飞轮电池放电的工作原理  20-22
  2.3 飞轮储能电池充电时的控制原理  22-26
  2.4 飞轮储能电池放电时的控制原理  26-27
  2.5 主电路中功率开关器件的选择  27-32
    2.5.1 IGBT的特点  29
    2.5.2 IGBT的混合IC驱动器  29-32
  2.6 过电流保护  32-33
  2.7 过电压保护  33
  2.8 过热保护  33-34
  2.9 本章小结  34-35
第三章控制系统的硬件设计  35-49
  3.1 控制器的选择  35-37
    3.1.1 DSP的结构特征  36
    3.1.2 TMS320F240控制器技术特点  36-37
  3.2 角位移与角速度的测量  37-42
    3.2.1 增量式光电编码的结构与工作原理  38-39
    3.2.2 飞轮角位移的检测  39-40
    3.2.3 飞轮角速度的检测  40-42
  3.3 逆变器输出电流和直流母线电流测量模块  42-44
    3.3.1 LEM电流传感器的工作原理  42-44
    3.3.2 电流传感器的测量电路  44
  3.4 控制系统低功耗设计的措施  44-45
  3.5 控制系统抗干扰设计  45-47
    3.5.1 抗干扰设计的基本原则  46
    3.5.2 硬件抗干扰技术的设计  46-47
    3.5.3 软件抗干扰技术  47
  3.6 控制键和显示屏技术  47-48
  3.7 冷却保护系统  48
  3.8 本章小结  48-49
第四章控制系统的软件设计  49-59
  4.1 软件设计的方法  49-50
  4.2 飞轮储能电池的软件结构  50-58
    4.2.1 中断模块描述  50-51
    4.2.2 充电中断XINT1模块  51-57
    4.2.3 放电中断XINT2模块  57-58
    4.2.4 中断XINT3模块  58
  4.3 本章小结  58-59
第五章基于MATLAB的系统仿真  59-68
  5.1 系统仿真  59-61
    5.1.1 仿真的分类  59-60
    5.1.2 计算机仿真  60
    5.1.3 仿真软件  60-61
  5.2 MATLAB语言的简介  61-62
  5.3 飞轮电池的充电过程仿真  62-65
  5.4 飞轮电池的放电过程仿真  65-67
  5.5 本章小结  67-68
结束语  68-69
参考文献  69-71
致谢  71

飞轮储能电池电力电子转换控制系统的研究

内容摘要

全文目录

相似论文