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串联谐振耐压试验系统调频电源数字控制研究

专 业: 电力电子与电力传动
关键词: 谐振耐压试验 分段同步单极性 平均值PI DFT 计算 线性化相位
分类号: TM832  TN787.2
形 态: 共 75 页 约 49,125 个字 约 2.35 M内容
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内容摘要


本文建立了串联谐振耐压试验系统的数学模型。

通过分析谐振回路传递函数,指出系统是一个阻尼比很小的欠阻尼二阶振荡环节,其动态性能较差。

通过变参数平均值数字PI控制方法实现被试品电压的调节控制,保证了电压的无超调。

系统的频率特性表明被试品电压相位是频率的非线性函数,采用小偏差法对相频特性进行线性化,得到了相频特性在谐振频率点的增量化线性模型。

根据系统谐振工作时试验回路输入电压和被试品电压相位的关系,提出采用检测被试品电压与输入电压相位差的方法确定试验回路谐振状态。

基于系统线性化相位模型,提出了一种利用DFT运算求取相位及设计谐振频率跟踪控制器的方法,并通过仿真验证了控制器的控制效果。

针对单相全桥PWM逆变器电压波形的调制方式开展了研究,指出当前广为使用的单脉冲RPWM调制方式稳态时在被试品上产生的电压波形满足试验规程要求,但低次谐波容易在试验回路上产生谐振导致波形畸变,不利于谐振频率的跟踪控制。

提出采用分段同步单极性SPWM方法进行调频电源的波形调制,保证了电源大范围变频调压过程中低次谐波少,波形质量高。

对单极性调制的两种开关模式进行了分析,说明在稳态谐振工作时采用简化开关模式能避免死区效应,具有理想单极性SPWM的效果,且开关损耗小。

设计了一套基于TMS320F240DSP数字控制器的串联谐振耐压试验系统模型样机。

样机实验结果表明,采用分段同步单极性SPWM调制方式实现的试验系统自动调频电源输出电压正负半波对称性好,相位稳定,波形正弦度高;验证了利用DFT计算相位实现谐振频率自动跟踪控制的方法具有稳定性好、精度较高的特点..……

全文目录


摘要
1 绪论
1.1 交流耐压试验概述
1.2 PWM 逆变技术的发展
1.3 PWM 逆变器在ACRF 耐压试验系统中的应用
1.4 本文研究内容
2 ACRF 耐压试验系统的模型分析
2.1 试验系统的工作原理
2.2 试验系统的传递函数
2.3 系统传递函数的离散化
2.4 本章小节
3 自动调频电源的控制策略
3.1 ACRF 试验系统对电源的要求
3.2 分段同步单极性SPWM 的原理与实现
3.3 被试品电压的控制策略
3.4 本章小节
4 试验回路谐振频率的自动跟踪
4.1 锁相环的工作原理
4.2 基于DFT 的电压相位检测
4.3 频率调节控制器的设计
4.4 本章小节
5 试验系统的设计与实验结果
5.1 主电路设计
5.2 控制系统设计
5.3 控制系统的软件实现
5.4 实验结果与分析
5.5 本章小节
6 全文总结
参考文献

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中图分类: > TM832 > 工业技术 > 电工技术 > 高电压技术 > 高电压试验设备及测量技术 > 产生高电压的装置
其他分类: > TN787.2 > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 基本电子电路 > 脉冲技术、脉冲电路 > 脉冲调制、解调,脉冲调制器

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