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高压自激点火变换器及其变压器的研究

作 者: 周军
导 师: 陈乾宏
学 校: 南京航空航天大学
专 业: 电力电子与电力传动
关键词: 自激变换器 多绕组高压变压器 高压点火 时域解析法 锅炉点火器
分类号: TM461
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 18次
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内容摘要


高压自激点火变换器具有低成本、小体积及高可靠性等特点,被广泛地应用于锅炉燃油点火系统中。本文对高压自激点火变换器进行了深入地研究,推导出一种新型的多绕组高压变压器模型,并给出了其参数的实验获取方法,提出了高压自激点火变换器定量化的设计方法。多绕组高压变压器是高压自激变换器中的关键元件,高压变压器的寄生参数较大,容易影响变换器正常工作,因此建立其有效的模型是进行整个电路设计和仿真的基础。本文针对高压变压器模型复杂、模型参数获取困难等特点,运用端口网络法,得到了一种新型的多绕组高压变压器模型,此模型具有结构简单、通用性好、模型参数易于实验获取等优点。高压自激点火变换器的参数对其驱动信号影响很大,且各参数之间存在着强耦合关系,电路定量分析比较困难。本文详细分析了高压自激变换器的三个工作模式:启动模式、高压点火模式和稳态工作模式,并重点讨论了稳态工作模式的工作模态。运用时域的解析分析方法,得到了稳态工作模式下高压自激变换器一系列特性方程,并详细讨论了高压自激变换器主电路参数变化对变换器工作特性的影响,提出了一种定量化的设计方法。为了说明高压自激变换器原理分析的正确性和参数设计方法的有效性,本文根据相关设计指标完成了该变换器的参数设计和仿真,并在实验室完成了原理样机的制作,给出了实验结果。实验结果与理论、仿真结果具有较好的一致性,说明了变换器原理分析的正确性和参数设计方法的有效性。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-11
第一章绪论  11-20
  1.1 高压变换器的应用  11
  1.2 高压的产生方式  11-12
    1.2.1 低频变换产生高压  11-12
    1.2.2 高频变换产生高压  12
  1.3 高压点火变换器  12-18
    1.3.1 高压点火变换器工作原理  12
    1.3.2 高压点火变换器设计要求  12-13
    1.3.3 高压点火变换器的拓扑选取  13-15
      1.3.3.1 它激式变换器和自激式变换器  13
      1.3.3.2 自激式变换器拓扑及选择  13-15
    1.3.4 高压自激点火变换器设计难点  15-18
      1.3.4.1 高压变压器的模型参数获取  15-18
      1.3.4.2 变换器参数设计  18
  1.4 本文的研究内容  18-19
  1.5 本文的研究意义  19-20
第二章 多绕组高压变压器模型及其参数的实验获取  20-32
  2.1 多绕组变压器模型  20-24
    2.1.1 多绕组变压器端口网络方程及其独立变量数  20-21
    2.1.2 二绕组变压器模型  21-22
    2.1.3 多绕组变压器  22-24
  2.2 三绕组高压变压器  24-27
    2.2.1 三绕组高压变压器模型  24-25
    2.2.2 模型参数的实验获取  25-27
  2.3 仿真与实验验证  27-31
  2.4 本章小结  31-32
第三章 高压自激点火变换器的工作原理分析  32-45
  3.1 自激点火器工作原理概述  32
  3.2 启动模式  32-33
  3.3 高压点火模式  33
  3.4 稳态模式  33-43
    3.4.1 工作模态分析  33-40
    3.4.2 稳态模式下变换器特性分析  40-43
  3.5 高压点火模式时最高输出电压Vsp 的相关讨论  43-44
  3.6 本章小结  44-45
第四章 高压自激点火变换器的参数设计及实现  45-62
  4.1 变换器性能指标  45
  4.2 电路参数设计  45-54
    4.2.1 开关频率fs 的选择  45
    4.2.2 开关管Q 的选择  45-46
    4.2.3 高压变压器设计  46-49
    4.2.4 确定谐振电容Cp  49-50
    4.2.5 确定限流电阻Rz  50
    4.2.6 R1、R2、Cb 的选择  50-51
    4.2.7 确定稳压管D21 和D22  51
    4.2.8 确定Re 和Ce  51
    4.2.9 设计参数验证  51-54
  4.3 仿真和实验结果  54-61
    4.3.1 主电路参数对变换器特性的影响  54-58
    4.3.2 稳态工作模式下变换器典型原理波形对比  58-60
    4.3.3 IGBT 和MOSFET 管实验对比  60-61
  4.4 本章小结  61-62
第五章 结束语  62-63
  5.1 本文的主要工作  62
  5.2 下一步要做的工作  62-63
参考文献  63-66
致谢  66-67
在学期间的研究成果及发表的学术论文  67

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 变压器、变流器及电抗器 > 变流器 > 整流器
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