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可并网新型能量再生回馈装置的研制

作　者: 苏祥伟
导　师: 王玉芬；贾爱民
学　校: 浙江大学
专　业: 电工理论与新技术
关键词: 能量回馈 空间矢量脉宽调制 逆变器 并网 直流电压利用率
分类号: TM464
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


由于全球性的能源紧缺,新能源的发展以及节能技术的应用日益成为人们所关注的焦点。传统电梯在下降过程中存在严重的能量浪费问题,依据能量回馈再次利用的思想,本项目通过对可并网新型能量再生回馈装置的设计和研制,并成功应用在电梯系统中。本文提出了通用变频器在应用中所存在的问题,为解决该问题引入了能量再生回馈技术,详细阐述了能量再生回馈技术和装置的原理及应用,并介绍了国内外能量再生回馈技术和装置的研究现状和发展趋势。讨论了分布式发电系统的研究热点,给出了分布式分电系统的并网标准。本文详细阐述了低频链、高频链和非隔离式三大并网逆变器的拓扑结构,并依据能量回馈单元的特殊性选择电压型三相半桥式无变压器(非隔离)并网逆变器为可并网新型能量再生回馈装置的主电路。通过对电压型三相半桥式无变压器并网逆变器工作原理的分析,对主电路参数进行了设计与选择。本文阐述了空间矢量脉宽调制策略的原理及实现方法。在系统中采用了基于瞬时无功功率理论的软件锁相环技术,实现了对电网电压有功分量的相角锁定。采用电压电流双闭环调节,实现了逆变器并网控制。本文完成了基于DSP的能量回馈单元的软硬件设计。完成了采样电路、保护电路以及按键与显示电路的设计,并完成了PWM数字信号的程序实现。本文完成的可并网新型能量再生回馈装置系统,成功应用于西子奥的斯电梯系统,实验数据和实验波形表明,系统的性能指标完全满足并网的要求。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第1章 绪论  8-16
  1.1 变频调速技术  8
  1.2 通用变频器使用中存在的问题  8-9
  1.3 并网逆变器的研究现状  9-10
    1.3.1 并网逆变器的电路拓扑  9
    1.3.2 并网逆变器的控制策略  9-10
  1.4 能量再生回馈技术和装置概述  10-13
    1.4.1 能量再生回馈技术和装置的原理  11
    1.4.2 能量再生回馈技术和装置的应用  11-12
    1.4.3 国内外研究现状及发展趋势  12-13
  1.5 分布式发电系统并网标准  13-15
  1.6 本课题主要研究内容  15-16
第2章 能量回馈单元主电路研究与设计  16-38
  2.1 并网逆变器拓扑  16-29
    2.1.1 低频链并网逆变器拓扑  16-19
    2.1.2 高频链并网逆变器拓扑  19-26
    2.1.3 非隔离型并网逆变器拓扑  26-29
  2.2 并网逆变器系统工作原理  29-33
    2.2.1 系统工作原理  29-30
    2.2.2 主电路工作状态  30-33
  2.3 主电路参数设计  33-37
    2.3.1 直流母线电压设计  33-34
    2.3.2 直流滤波电容设计  34
    2.3.3 交流滤波电感设计  34-36
    2.3.4 开关管选型  36-37
  2.4 本章小结  37-38
第3章 能量回馈单元控制策略的研究  38-47
  3.1 逆变器PWM技术基础  38-39
  3.2 空间矢量脉宽调制策略  39-43
  3.3 系统控制环路分析  43-46
    3.3.1 软件锁相环  43-45
    3.3.2 电压电流双闭环控制  45-46
  3.4 本章小结  46-47
第4章 能量回馈单元软硬件设计  47-59
  4.1 基于DSP数字控制的系统构架  47-49
  4.2 外围电路设计  49-56
    4.2.1 采样电路设计  49-53
    4.2.2 PWM驱动电路  53
    4.2.3 保护电路  53-55
    4.2.4 接键与显示电路  55-56
  4.3 PWM数字信号实现  56
  4.4 部分程序流程图  56-58
  4.5 本章小结  58-59
第5章 能量回馈单元样机研制与实验分析  59-68
  5.1 实验参数及样机效果  60-62
  5.2 实验结果分析  62-64
    5.2.1 电网电压与并网电流  62
    5.2.2 三相并网电流  62-63
    5.2.3 传导干扰测试  63
    5.2.4 系统效率和直流电压利用率  63-64
  5.3 节电效果分析  64-67
  5.4 本章小结  67-68
第6章 总结与展望  68-69
  6.1 总结  68
  6.2 展望  68-69
参考文献  69-73
致谢  73-74
硕士期间发表论文  74

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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 > 逆变器
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