基于单相坐标变换的电压跟踪保持器的研究与设计

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文基于单相坐标变换的电压跟踪保持器的研究与设计作者姓名:彭宣哲指导教师:冯健教授东北大学信息科学与工程学院申请学位级别:硕士学科类别:工学学科专业名称:电力系统及其自动化论文提交日期:2014年6月论文答辩日期:2014年6月学位授予日期:2014年7月答辩委员会主席:王占山教授评阅人:杨东升教授张宏宇高级工程师东北大学2014年6月万方数据AThesisinEIectricPowerSystemandAutomationResearchandDesignofVdltageTracldngRetainerBasedontheSingle

2、PhaseCoordinateTransf.0rmationByPengXuanzIleSupeⅣisor:ProfessorFengJianNortheasternUniVersi蚵June2014万方数据独创性声明本人声明,所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外,不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果,也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名:曼宣电亍阻p匕入I卜侣亚勺;数里矬日期:山『午.6.2弓学位论文版权使用授权书本

3、学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定:即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时问为作者获得学位后:半年口一年口一年半口两年西学位论文作者签名:辩哲签字日期:如,≯.6.23,导师签名:袍签字日期:如J牛.6.2;万方数据东北大学硕士学位论文摘要基于单相坐标变换的电压跟踪保持器的研究与设计摘要随着信息科学技术的发展,人们更加注重电能质量的高低。由于大量非线性设备的使用,电网中存在大量的谐波污染,导

4、致电压波动、频率变化,电能质量变差。因电能质量问题导致交流接触器脱扣带来的设备运行中断,给企业带来巨大的经济损失甚至人员伤亡。上述问题尽管可以通过使用不间断电源(UPS)予以解决,但由于UPs体积庞大以及价格高昂,为其在工业企业中的应用带来不便。国内许多工业企业受电能质量差导致交流接触器脱扣的困扰,但市面上专门用于解决上述问题且性能可靠的产品稀少,现急需加强创新和科技成果的转化,开发出一款具有自主知识产权的能应对上述情况的产品。本文针对电压波动、欠压和中断等导致交流接触器脱扣的问题,做了如下研究:(1)分析工业企业对电网电压跟踪保持器的功能要求以及技术要求,确定系统

5、整体结构和控制策略。(2)建立电压跟踪保持器的主逆变电路的连续状态模型与离散数字模型,理论推导设计的基础原理,证明全桥PWM逆变可产生等效正弦波。(3)分析单相PWM逆变器的单闭环和双闭环控制策略,针对传统的双闭环控制在交流系统中无法完全发挥PID的快速跟踪能力问题,重点研究了d—q坐标变换在单相中的实现方法,并将其应用在双闭环控制中,得到具有直流跟踪特性的改进性双闭环控制策略。通过搭建Matlab实验仿真模型对改进的双闭环控制策略进行仿真验证。(4)根据系统整体结构框图,对各部分硬件电路进行详细设计,在设计中为保证系统的可靠,采用了多种防干扰设计方法,并对设计好的

6、硬件电路进行了细致调试。(5)按照功能要求,编写了各部分软件程序,包括电压状态判断、A/D采样、相位跟踪、保护程序等。结合硬件电路对软件进行调试,通过实物验证了控制的可行性以及硬件的可靠性。本文研究的改进型双闭环控制算法能很好的解决上述问题。通过分析电压状态,触发电网电压跟踪保持器逆变输出正弦电压,保持交流接触器持续吸合,克服短时电能质量差的问题,保障工业过程中设备的连续稳定运行。关键词:电压跟踪保持器i双闭环控制;单相d—q坐标变换;正弦逆变Ill万方数据东北大学硕士学位论文AbStfactResearchandDesi盟of饼d№hageTracl洫gRc俩ne

7、rAbstractWitllthedevelopmentofi耐bHnationscienceandteclⅡlology,peoplepaymoreattentiontothelevelofpowerquaIi何Duetot11eextensiVeuseofnon-lineardeVices,alargenumberofharmonicpollutioneXistsinpower铲id,causingVoltagenuct嘣iona11dn.equencyv撕ation.Inmanycompanies,meinterrI】ptionofequipmentope

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