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基于DSP的大功率晶闸管超前相控变流系统的研究

作 者: 陈革辉
导 师: 申群太
学 校: 中南大学
专 业: 控制理论与控制工程
关键词: DSP 超前相控 晶闸管 智能控制器 模糊自适应PID算法
分类号: TM46
类 型: 硕士论文
年 份: 2004年
下 载: 223次
引 用: 1次
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内容摘要


大功率晶闸管整流系统大多采用滞后相控型变流器,但该类型的控制系统存在功率因数低,无功损耗大等问题。本研究课题采用在主回路加入三相均衡电抗器和电容器组成强迫换流环节,从而构成超前相控变流系统。此系统在保证输出有功功率的同时还可按补偿要求输出无功功率,这对改善电网功率因数和节能具有重要意义。 在系统设计时,利用DSP功能强、运行速度快的特点,构成基于TMS320F240 DSP的大功率晶闸管超前相控变流系统。在论文中概述了超前相控技术的原理及负载特性;着重介绍了基于DSP的智能控制器的设计;确定了适合超前相控系统的模糊自适应PID智能控制算法。试验结果表明,本文提出的设计方法能有效地提高电网的功率因数,因此其具有广泛的应用前景。

全文目录


第一章 绪论  6-11
  1.1 研究项目的背景及目的意义  6-8
  1.2 国内外现状与发展  8-9
  1.3 课题研究主要内容  9-10
  1.4 各章主要讨论的问题  10-11
第二章 大功率晶闸管超前相控变流系统概述  11-19
  2.1 大功率晶闸管整流系统功率因数的特点  11-12
  2.2 大功率晶闸管整流系统功率因数的提高  12-14
  2.3 超前相控变流器工作原理分析  14-17
  2.4 超前相控变流装置的负载特性  17-18
  2.5 小结  18-19
第三章 基于DSP智能控制器硬件设计  19-33
  3.1 数字控制器总体设计方案  19-20
  3.2 DSP芯片介绍  20-26
    3.2.1 DSP概述  20
    3.2.2 DSP芯片的特点  20-22
    3.2.3 TMS320F240  22-26
  3.3 采样模块  26-27
  3.4 电流反馈电路  27-28
  3.5 触发脉冲产生电路  28-30
  3.6 驱动模块  30-31
  3.7 DSP与上位机PC的通讯接口  31-33
第四章 超前相控系统控制策略及软件实施  33-55
  4.1 数字触发器  33-35
    4.1.1 同步信号检测  33-34
    4.1.2 电压相序判别  34
    4.1.3 线性触发数学模型的建立及实现  34-35
  4.2 系统的控制算法研究  35-45
    4.2.1 受控对象特性分析  35-36
    4.2.2 基本PID调节器  36-38
    4.2.3 模糊自适应PID调节器  38-45
  4.3 系统应用软件设计  45-55
    4.3.1 主程序设计与分析  45-46
    4.3.2 初始化子程序设计  46-48
    4.3.3 中断服务子程序设计  48-55
第五章 超前相控系统控制性能分析  55-67
  5.1 超前相控变流装置并联运行特性  55-56
  5.2 数字触发器精度分析  56-57
  5.3 智能控制器抗干扰措施  57-65
  5.4 系统保护功能  65-66
  5.5 结论  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-70

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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
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