脉冲发电机供电的整流系统锁相技术研究

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1、分类号学号M201171313学校代码10487密级硕士学位论文脉冲发电机供电的整流系统锁相技术研究学位申请人：胡梦捷学科专业：电力系统及其自动化指导教师：丁洪发副教授答辩日期：2014年1月8日万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsFortheDegreeofMasterofEngineeringRsearchofPhaseLockmethodappliedonthePulseRectifierPowerSupplySystemCandidate:HuMengji

2、eMajor:PowerSystemandItsAutomationSupervisor:ProfessorDingHongfaHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaJan,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声

3、明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、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电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要强磁场目前已成为科学研究的重

4、要工具，按照磁场持续时间可分为稳态强磁场和脉冲强磁场两类。国家脉冲强磁场科学中心（筹）建设脉冲整流器电源系统，用以产生场强50T，脉宽为100ms的高稳定度高精度平顶脉冲强磁场。该脉冲整流电源系统采用脉冲发电机提供能量，脉冲整流器系统采用两套相互独立的12脉波整流器分别为负载磁体的内外线圈供电。脉冲整流器的控制精度依赖于触发角的准确性，而触发基准是由同步信号的过零点决定的。为了确保实现高精度磁场，必须使用性能优良的相位同步电路，用以跟踪输入电压的相位和频率。特别的，由于脉冲发电机工作的特性使得电压频率为非线性变化的，同时输入电压谐波畸变严重

5、，这就要求我们能够解决脉冲整流器系统中同步信号的问题，从而提升平顶磁场的精度。随着数字技术的发展，具有兼容性好、运行方式灵活的软件锁相的应用场合越来越多，然而现有的软件锁相方法大多是应用于电网电压输入的条件下，因此如何改进软件锁相方法，从而获取准确的脉冲整流器系统的同步信号，成为本文的研究重点。分析脉冲整流器系统中的同步信号，建立脉冲整流器的简化数学模型，对其进行谐波分析，并通过仿真验证谐波含量。根据同步信号特性，提出锁相的设计要求。详细分析了基于过零比较法的锁相方法和基于坐标变换法的锁相环这两类方式的基本原理。建立了基于坐标变换法锁相方式

6、的数学模型，分析系统的动态性能。建立仿真模型，通过仿真验证两类锁相方法在脉冲整流器系统中的适用性。针对传统的基于过零比较法锁相环的缺陷，提出改进滤波方式的锁相环。确定滤波器的结构和参数。在基于坐标变换的锁相方法基础上，引入全通滤波器的算法从而减少了高次偶数倍频谐波的影响。搭建仿真模型，验证两种改进方式的可行性。将改进滤波方式的锁相环应用于实际系统中，实验结果显示实际效果与仿真相符。关键词：脉冲整流器软件锁相环过零比较法坐标变换法I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractHighMagneticFieldhasbeendevelope

7、dintoanimportanttoolforscientificresearch.Therearecontinuousmagneticfieldsandpulsedmagneticfields.WuhanNationalHighMagneticFieldCenterhadbuiltthepulserectifierpowersupplysysteminordertorealize50T/100mshigh-stabilityflat-topofthelong-pulsemagneticfield.Thepulsegeneratorsupp

8、lypowertothesystem.Theconverterusesthyristorswhichcouldflowhighcurrenttomeettherequiremen