一、用过零周波触发方法提高变压器负载的功率因素（论文文献综述）
张雪垠[1]（2020）在《混合频率变换级联型电力电子变压器拓扑与控制研究》文中研究指明现代电网正进入以“新能源+互联网”为特征的后碳时代。建立能源互联网,发展分布式发电,是实现电能“清洁替代”的重要途径。配电网是分布式发电的主要场景。随着用电量上升,我国配电网逐步以中压10kV及以上电压组网,要求设备具有更高的耐压水平。电力电子变压器（Power Electronic Transformer,PET）是能源互联网核心设备之一,有望部分取代配电网的工频变压器。级联型PET耐压水平高,且具有中压交流和低压交/直流端口,便于分布式发电接入。但现有级联型PET拓扑硬件成本高、结构紧凑性低、工程化难度大,为解决上述问题,本文提出了“混合频率变换”概念,并围绕混合频率变换级联型PET（Mixed Frequency Conversion Cascaded PET,MFCC-PET）拓扑与控制开展了如下研究:提出了混合频率变换的概念,归纳了混合频率变换的两种实现方式。进而,首创了 MFCC-PET拓扑,提出了 MFCC-PET的基本结构与演变结构,总结了拓扑构建方法。MFCC-PET突破性的解决了现有级联型PET拓扑中高频变压器（high frequency transformer,HFT）和功率开关器件数量过多的问题,利于削减硬件成本,提高结构紧凑性,并降低工程化难度。基于混合频率变换的两种实现方式,分别提出了 MFCC-PET的硬开关工作模式和ZVS工作模式,进而揭示了 MFCC-PET的运行机理,提出了主电路参数设计方法,为MFCC-PET稳定、可靠的运行奠定了基础。合理的选择与设计高压侧多电平调制策略是MFCC-PET硬开关工作模式高性能运行的关键。从子模块的角度出发,利用纯延时环节、零阶保持器和Pade近似法分别建立了桥臂的不对称规则采样CPS-PWM的各类基波近似模型,较现有模型更准确的揭示了 CPS-PWM的延时机理,评估了 CPS-PWM在MFCC-PET中的适用性。进而,分析比较了 CPS-PWM与最近电平脉冲宽度调制（nearest level-PWM,NL-PWM）,提出了锯齿载波NL-PWM调制策略。首先针对传统模块化换流器MMC和CHB,基于双傅里叶变换和Jacobi-Anger级数的谐波特性分析表明,所提调制策略较三角载波NL-PWM的输出线电压THD明显降低,可获得高质量的并网电流。同时,基于所提调制策略,提出了可降低开关频率的子模块均压切换方法;进而针对MFCC-PET,提出了锯齿载波NL-PWM的实现方法与子模块均压方法;最后解决了桥臂电流同时含有低频与高频分量的情况下,功率开关器件的损耗计算难题。研究表明,MFCC-PET硬开关工作模式的功率开关器件损耗略高于传统级联型PET,但HFT和功率开关器件数大幅下降,使其成本降低、结构紧凑、利于工程化。为全面而深入的研究硬开关工作模式,研制了一套MFCC-PET实验平台:平台主电路设计满足硬开关工作模式参数约束;控制器方面,针对配电网应用中子模块数相对较少的特点,基于集中式控制理念研发了多IO、低时延的高性能控制器。应用实验平台开展了 MFCC-PET稳态工况和动态工况实验研究,对电路元件参数设计方法、硬开关工作模式理论分析正确性以及MFCC-PET的先进性进行了验证。该平台可为将来在MFCC-PET系统级应用等方面的研究提供有力支撑。基于模态分析,建立了 MFCC-PET在ZVS工作模式下高频变换环节的电流模态及其约束,求解了各模态的拐点电流表达式,归纳了 PET相关参数对ZVS的影响规律。利用MFCC-PET低压侧调制比自由度,提出了宽负载率范围的ZVS参数设计与在线整定方法,使得HFT高压侧CHB和低压侧全桥的功率开关器件全部实现了宽负载率范围的ZVS。为避免改变开关器件的通断时刻而影响ZVS的实现,提出了新型子模块均压策略,解决了 ZVS与均压之间的矛盾。ZVS工作模式的电流频谱较硬开关工作模式更为丰富,故研究提出了相应的功率开关器件损耗计算方法。基于SiC MOSFET的性能分析对比表明,ZVS工作模式下,MFCC-PET的功率开关器件损耗略高于同样具有ZVS特性的传统级联型PET,但功率开关器件数较硬开关工作模式进一步大幅下降,因而成本降低、结构紧凑、利于工程化。MFCC-PET在ZVS工作模式下,高频变换环节近似纯感性且感抗小,启动时会产生冲击电流。在分析现有启动控制策略特点的基础上,提出了扩展死区高频变换环节启动控制策略及其控制参数设计方法,并开展了实验验证。较现有控制策略,所提控制策略普适性极强且利于实现。本研究可为MFCC-PET和基于单移相控制的PET高效、安全的启动提供支撑。
白坤锋[2]（2020）在《带谐波补偿的能馈型直流电子负载设计》文中研究说明电源设备在出厂前通常需要进行老化处理以及动静态性能测试,当前的老化和性能测试过程中通常采用并网型能馈电子负载作为电源设备的负载,实现能量回收利用。但是现有的并网型能馈电子负载并未考虑电源输入端整流器引起的电网谐波干扰,并且针对低压直流电源所设计的能馈电子负载通常采用了三级电路结构,使得能量回馈效率很难进一步提高。针对上述能馈型直流电子负载存在的问题,本文提出了一种适用于低压直流电源测试的带谐波补偿的能馈型直流电子负载。所设计的直流电子负载采用了两级电路结构,包括采用Boost变换器作为拓扑结构的负载模拟级电路和采用双向电压源高频环节逆变器组合逆变的能量回馈级逆变电路。负载模拟级根据给定信号控制被测电源的输出电流,达到模拟真实无源负载的目的。能量回馈级则将负载模拟级获得的能量逆变回馈到直流电源的输入端,并补偿电网电流谐波。本文以24V/500A直流电源作为测试对象,设计了直流电子负载的功率电路、电压电流采样电路以及驱动电路,采用基于瞬时无功功率理论的ip-iq法设计了电流基波分离算法,并以此为基础提出了本课题的能量回馈和谐波补偿算法。本文对Boost变换器和双向电压源高频环节逆变器的工作原理进行了介绍,并提出了采用双向电压源高频环节逆变器构成组合逆变器的逆变方式,接着分析了组合逆变器的单相等效原理。在完成功率电路设计的基础上,本文采用状态空间平均法得到负载模拟级输入电流控制和能量回馈级输出电流控制的复频域模型;再根据控制理论的相关知识设计了负载模拟级的PI控制器和能量回馈级的并联式PI+重复控制器。本文采用TMS320F28335作为主控制器,并给出了程序运行流程,同时采用FPGA对DSP的PWM信号进行扩充以满足驱动较多的能量回馈级开关器件的要求。最后,本文根据上述设计内容在MATLAB/Simulink平台上搭建了系统的仿真模型,通过对仿真波形的分析,验证了课题所设计方案的可行性。本文还搭建了负载模拟级的硬件平台进行实验,实验结果进一步证明了负载模拟级对给定电流跟踪的快速性和有效性。
李佳鑫[3]（2020）在《5吨电弧炉无功补偿系统的优化设计》文中研究指明本文通过对电弧炉熔炼系统的分析,并结合目前国内外电弧炉系统使用中存在的问题,提出了一种TSC和STATCOM联合对电弧炉熔炼系统进行无功补偿的方法。论文首先对电弧炉系统进行了建模,通过对功率变化圆模型的分析,得出了电弧炉运行时无功功率的迅速变化和不规则振荡,电炉供电系统的电能质量下降很多;其次,本文对目前国内外电弧炉无功补偿的方法进行了研究,得出了电弧炉系统采用单一补偿方式存在的不足;第三,在上述两方面的基础上本文提出了采用TSC和STATCOM联合补偿的方法,经过仿真验证了该方法的可行性,并给出了具体的集中控制方法。通过仿真说明该方案达到了改善电能质量的参数和性能,有一定的适用性和经济性能。最后设计了TSC+STATCOM混合无功补偿装置的的硬件电路。
金晨[4]（2020）在《低压电网无功补偿中的复合开关设计》文中研究表明现代电力行业的成长速度日益加快,电力网络的电压等级也在逐步升高,其规模也越来越大。相应地,大量的感性电力设备广泛的应用于电网之中,这必然会提高电力系统对无功功率的需求程度。随着电网内部的无功需求不断增加,将会引起电流和视在功率相应地变大,从而使一些感性装置以及线路的容量变大,并且还会导致输配电线和电力设备的压降升高,引起电压波动,影响电网可靠稳定的供电。针对上述问题,最经常使用的处理方式就是在电力系统中合适的位置通过无功补偿设备补偿电力系统的无功功率。传统无功补偿设备的投切开关无非就两种:交流接触器和电子式无触点开关,这些投切开关在单独使用时都具有一定的缺陷。交流接触器在电容器投切时刻,容易引起浪涌电流,触点处易出现过电压,损坏触点;电子式无触点开关在导通时,存在功耗过大、发热严重、易受干扰等问题。为解决这两种开关自身缺陷所带来的问题,本文设计了一种使用可控硅与继电器并联形式的复合开关,将其作为无功补偿设备的电容器投切开关,利用可控硅的电压过零导通特点完成电容器投切的瞬态过程,利用继电器导通功耗低的优势承担电容器投入后的稳态过程。整个设备具有投切浪涌小、导通功耗低、抗干扰能力强以及动作可靠等优势。本文首先介绍了无功补偿的补偿基理以及补偿容量的计算方式,接着通过比较几种电容器投切开关各自的优缺点,最终选用可控硅与继电器相并联形式的复合开关作为投切开关元件。另外,分析探讨了无功补偿的投切策略以及补偿方式,结合实际应用场合,确定了一种通过检测可控硅两端电压零点来找到投入过零点的投切策略。在硬件上,选用AVR单片微控制器中高性价比的ATmega8 A为控制器,并辅以过零检测模块、开关驱动模块、电源模块以及逻辑电路模块等不同功能模块共同构成硬件总体设计方案。在软件上,采用分块设计的方式,详细介绍每个的子程序所实现的具体功能,主程序与各个子程序相互配合共同实现本文设计的复合开关装置的整体功能。最后通过装置样机进行功能测试,实验结果表明本装置的功能与性能满足项目所提出的设计要求。
左琎[5]（2020）在《机场灯光站配电网三相不平衡治理方法研究》文中研究指明灯光站是机场的重要助航设施,与航空器的安全起飞、着陆和滑行密切相关,其主要用电设备为恒流调光器,由于采用线电压供电为不对称负荷,加上其中各种非线性元件的作用,极易导致配电网三相负荷不平衡的发生,从而影响供电质量和助航灯光的不正常运行,除可能给灯光站和飞机起降带来安全隐患外,三相不平衡导致额外产生的线损也会增加能耗从而给机场带来经济上的损失。通过调光器光级调整优化策略和智能算法优化负荷的相序调整策略、并据此设计三相不平衡治理系统,可实现光级或相序的高效、便捷调整,改善灯光站供配电三相不平衡问题,具有较高的实用价值。针对机场灯光站三相不平衡及其治理问题,在充分总结、评述国内外相关研究进展的基础上,本文主要开展了如下研究工作:（1）首先对民用机场助航灯光控制系统的供电结构及工作原理进行了简要分析,阐述了灯光站低压配电网三相不平衡的产生机理、评估方法及线损计算方法,对三相不平衡过程进行了仿真分析;继而规划了三相不平衡治理系统的总体架构与功能,提出了光级调整优先、优化换相保底的策略来治理三相不平衡的设计原则和思路。（2）针对光级调整治理策略,分析了光级调整与电流变化及三相不平衡之间的关系,提出了灯光站三相不平衡的光级调整优化治理方法和操控程序,并应用某机场灯光站的电流检测数据对该方法的可行性和应用效果进行了检验,结果表明,所提出的以调增为主、调降为辅的光级调整思路与拟订的操作流程可有效用于制定不平衡治理方案,且具有简便易行的特点。（3）针对优化换相策略,以三相不平衡度最小和换相开关总动作次数最少为目标,建立了三相不平衡模型并提出了相应的智能优化算法,与其他算法的算例对比和某机场灯光站的实例分析结果表明,结合本文所建模型的精英自适应混合遗传算法确实具有较强的搜索能力与较快的收敛速度,且换相次数更少,可有效用于机场灯光站三相不平衡换相控制策略的优化。（4）最后基于以上两种治理方法及相关的程序、模型和算法,对机场灯光站三相不平衡治理系统的硬件进行了整体设计,包括主控芯片选型、各硬件电路、换相开关的设计及器件的选型。研究结果可为提高机场灯光站的供电质量、保障机场安全、降低其能耗和运行成本提供科学依据与技术支持。
李冲[6]（2020）在《基于固态调功器独立加热控制的冰盖热熔钻机测控系统研制》文中提出南极冰盖下存在着尘封千万年的液态湖水,其独特的存在方式对科学研究具有重要的地质学、生物学、气候学价值。目前各国科学家纷纷致力于研究南极冰下湖无污染取样技术,由于钻探技术的限制以及对冰下湖特殊环境的保护,如何实现无污染取样已成为一个国际性难题。本文结合课题的研究背景和意义,设计了一套基于固态调功器独立加热控制的冰盖热熔钻机测控系统,配合加热钻头、科学载荷平台、内嵌式绞车系统等组成一套完整的钻具,用于南极冰下湖探测。其中,电力传输及电源变换系统负责将冰面电力传输至钻具中,随钻嵌入式测控系统负责钻具传感器数据采集与模块控制,冰面上位机软件负责显示钻具状态以及下发控制指令,三个部分相互配合,完成设计目标。本文详细描述了系统设计方案,通过理论计算确定使用交流800V电源进行电力传输,为了实现钻头及侧壁的独立加热调节,自行研制固态调功器。随钻嵌入式测控系统包括主控制板电路以及各种分布式传感器系统组成的从机电路,从机和主机之间使用RS485总线进行通讯。为了适应南极特殊的环境,自行研制了传感器,并对其关键技术进行阐述。主控系统程序使用了u C/OS-Ⅲ操作系统来提升处理能力和响应速度;提出一种新颖的传感器采集程序流程,改善数据接收处理方法,使传感器响应速度大大提升。通过实验室内调试分别验证了各模块的功能,组装成为完整的测控系统后进行了模拟测试。随后前往试验场进行联调联试,验证了固态调功器梯度加热功能、科学载荷平台控制、绞车单元控制功能,随后组装成为完整钻具进行模拟钻进实验。通过一系列的实验与联调联试,证明该测控系统能够顺利完成既定任务,验证了测控系统功能完整性,实现了测控系统设计需求。
周方[7]（2019）在《24对棒多晶硅还原炉电源系统设计改造》文中研究指明多晶硅生产是整个光伏产业链中最重要的一环,改良西门子法作为最成熟的多晶硅生产工艺在大型多晶硅项目中应用广泛。基于光伏企业追求品质、节能降耗的客观要求,设计改造制约多晶硅生产的核心设名——多晶硅还原炉电源系统势在必行。在提取高纯硅的还原炉内,自动检测硅棒电压电流大小及其变化趋势,自动控制硅棒电压电流,以实现多晶硅自动化生产的电源系统正在国产化。本文依据硅的电气特性,将多晶硅还原炉电源系统的工作分为高压击穿和中压加热两个阶段。利用晶闸管无极调压技术完成了对多晶硅电源输出电压电流的连续控制。以主、控流程和电路设计角度切入,清楚地还原了多晶硅电源系统的原理结构、主要设备、改造方向、运行标准、控制软件等轨迹,从多晶硅电源系统结构设计、多晶硅电源主电路设计、多晶硅电源电路参数设计、多晶硅电源电路实验、多晶硅电源PCS7系统展示及曲线分析等方面实现了 24对棒多晶硅还原炉电源系统的设计改造。经实践检验,设计改造后的24对棒多晶硅还原炉电源系统运行状况良好,单炉产量可达7.5吨,硅棒直径超过150mm,单位能耗低于60kWh。满足了企业降本增效的生产需求,对推动多晶硅生产及还原炉电源系统国产化具有十分重要的现实意义。
李春艳[8]（2019）在《计及三相关联性的励磁涌流识别与快速抑制研究》文中认为变压器作为整个电力网络的关键设备之一,其可靠运行是整个电力网络安全运行的重要保障。电流差动保护是变压器的主保护,当变压器空载合闸或者外部故障切除电压恢复后,变压器产生的励磁涌流会流过差动回路,导致差动保护误动作。因此如何消除励磁涌流带来的影响一直是变压器保护的研究热点。目前针对励磁涌流的研究主要有涌流识别和涌流抑制,现有的涌流识别方法多挖掘波形单相特征,忽略了相与相间的关联性,可能影响涌流识别的正确率;风电场不脱网运行（低电压穿越）过程中谐波分量会导致风电场送出变压器的差动保护将故障电流误识别为励磁涌流,因此迫切需要寻找一种不受谐波影响的涌流识别方法;励磁涌流识别方法虽避免了差动保护误动,但涌流仍会影响变压器寿命和电网安全稳定运行,因此还需寻找励磁涌流抑制方法去消除涌流带来的不利影响。本文在国家自然科学基金（51277184）的支持下,研究了变压器差动保护原理和励磁涌流产生机理,分别针对常规应用和风电场接入两种情况,提出了两种变压器励磁涌流识别方法,针对涌流识别不能消除励磁涌流不利影响的问题,提出了集成低通滤波和反并联晶闸管的软启动涌流抑制方法。论文主要工作内容如下:（1）根据变压器差动保护的基本原理以及励磁涌流的产生机理,推导了三相励磁涌流频域解析式。常规的励磁涌流频率分析都只针对单相变压器进行研究,但本文为了进一步分析变压器相与相间的关联性,推导了三相变压器励磁涌流频域解析式,并研究不同初始条件（合闸初相角和饱和磁通条件）下,励磁涌流幅值变化特性,同时研究不同初始条件下励磁涌流时域和频域的自相关特性和互相关特性,寻找消除励磁涌流对变压器差动保护影响的方法。（2）针对现有励磁涌流识别方法忽略相与相之间关联性的问题,提出了一种基于多变量多尺度模糊熵（Multiscale Multivariate Fuzzy Entropy,MMFE）的变压器励磁涌流识别方法。MMFE继承了传统多变量多尺度熵（Multiscale Multivariate Sample Entropy,MMSE）可评价信号自身复杂度和通道间互相关性的优点,并通过模糊隶属度函数对MMSE硬阈值判据进行了软化改进。根据励磁涌流和故障电流的MMFE曲线明显分布在不同区域的特点,提出了基于MMFE的涌流识别方法,该方法将由尺度因子和MMFE值组成的二维空间划分为动作区和制动区,定义电流MMFE熵值面积与给定的制动区面积的比值为MMFE熵值面积比,通过比较熵值面积比与常数1的大小关系识别变压器励磁涌流和故障电流。在ATP/EMTP平台和动态模拟系统中建立变压器模型,研究了变压器不同运行工况下所提方法识别的正确性和有效性。（3）针对风电场送出变压器在风电场低电压穿越过程中发生内部故障时,变压器励磁涌流识别易受风电场短路电流谐波分量影响的问题,提出了一种基于多元经验模态分解（Multivariate Empirical Mode Decomposition,MEMD）预处理后MMFE特征向量（MEMD-MMFE）的风电场送出变压器励磁涌流识别方法。风电场低电压穿越过程中,送出变压器内部故障时受风电场短路电流谐波分量影响,2次谐波制动算法可能将故障电流误识别为励磁涌流,导致差动保护误制动。而且短路电流的谐波分量同样会影响电流的MMFE曲线,单纯的靠MMFE变换不能可靠识别风电场送出变压器的励磁涌流。因此,结合MEMD可对多通道信号自适应同步联合分析的优点,提出了基于MEMD-MMFE的励磁涌流识别方法。该方法首先将三相电流经过MEMD进行预处理;然后对预处理后的电流信号进行MMFE变换,得到MEMD-MMFE熵值面积;最后通过比较变压器电流的熵值面积与保护判据门槛值的关系来辨识励磁涌流和故障电流。在Matlab/Simulink平台搭建风电场接入系统模型,分析不同运行工况下所提方法识别的正确性和有效性。（4）针对现有涌流主动抑制方法启动时间慢或谐波分量大的问题,提出了一种基于软启动的变压器涌流抑制方法。该方法是将反并联晶闸管和高阶滤波电路组成涌流抑制器,通过涌流抑制器实现变压器一次侧电压平滑启动（软启动）,达到主动抑制涌流的目的。针对反并联晶闸管导通过程主要产生奇次谐波的特点,对比了高阶阻尼滤波、高阶阻尼陷波等电路的滤波效果,选取含RC阻容阻尼的高阶陷波电路作为滤波电路,并对其参数进行优化设计。再将反并联晶闸管与滤波电路串联,结合变压器端电压闭环反馈控制构建基于软启动的励磁涌流抑制方案。基于Matlab/Simulink建立了涌流抑制器模型,通过仿真三相变压器组和三相三柱式变压器不同接线方式下的电压、电流和磁通特性,验证涌流抑制器对涌流的抑制效果。
谢仕宏[9]（2019）在《用于制浆设备的异步电机空间电压矢量变频软起动控制理论与方法研究》文中进行了进一步梳理用于造纸工业制浆设备的异步电机功率巨大,直接起动产生较大的冲击电流导致设备损坏、电网电压骤降,异常停机后带载起动所需电磁转矩大。而现有异步电机软起动方法存在起动转矩不足、转矩脉动大或不易直接旁路切换的缺点。针对上述问题,文章依托国家自然科学基金项目（51577110）,研究了基于六边形空间电压矢量的异步电机离散变频软起动控制方法和小电容变频器理论及两相直接旁路切换控制方法。论文主要贡献可分述如下:（1）传统离散变频软起动转矩脉动的原因及改进方法研究针对制浆设备异常停机所需起动转矩较大的特点,提出一种高起动转矩的异步电机离散变频控制方法。这种方法基于六边形电压矢量轨迹控制,可以消除传统离散变频控制的异步电机负电磁转矩脉动。首先根据三相晶闸管电路两相导通才能形成回路的特点,引入空间电压矢量理论,分析基于等效正弦波原理的异步电机离散变频电压波形,根据异步电机定子磁链与定子电压的物理关系,说明与定子磁链旋转方向不一致的电压矢量就是产生负电磁转矩脉动的原因,其次剔除产生负电磁转矩的空间电压矢量,提出按六边形电压矢量轨迹控制的离散变频方法;最后分析在定子电流断续期间转子电流的变化规律及其对定子磁链的影响,验证了定子磁链衰减量对软起动过程影响较小。实验结果显示,基于六边形电压矢量轨迹的离散变频控制方法能够消除异步电机负电磁转矩脉动。（2）基于空间电压矢量的异步电机离散变频软起动控制方法研究在剔除反向电压矢量基础上,根据定子电压幅值变化对空间电压矢量方向的影响,进一步提出了按定子磁链轨迹控制的异步电机离散变频软起动控制策略。首先分析了三相晶闸管电路两相导通时电压矢量对异步电机定子磁链的影响,找出了各离散频率点产生近似圆形磁链轨迹的电压矢量作用方法。其次建立了三相晶闸管电路两相导通时异步电机动态数学模型,推导了异步电机定子磁链方程,并计算开路零电压矢量作用时的定子磁链衰减量,证明开路零电压矢量不影响异步电机离散变频软起动。最后提出了异步电机离散变频7-4-3-1分频软起动磁链控制策略的实现方法。实验结果显示,与传统软起动方法相比最大起动电流可降低20%,转矩脉动显着降低。（3）开关控制小电容变频器理论及异步电机能量回馈机理研究针对离散变频不能实现制浆设备转速平滑连续调节、现有变频器又不易直接旁路切换的缺点,提出一种开关控制小电容变频器电路结构及控制策略。首先分析了传统变频器直流母线电解电容的基本功能,指出电解电容增大变频器电磁惯性、导致输入电压和输出电压隔离是变频器不易旁路切换的主要原因。其次,研究了变频器在不同开关状态下异步电机能量回馈特性,并建立了稳态时异步电机回馈能量模型,从理论上验证了小电容变频器的可行性。接着提出了开关控制小电容变频器的电路结构和基于直流母线六脉波电压的电容参数计算方法,该方法以电容充放电的电压波形逼近变频器网侧整流输出的六脉波电压波形为依据。最后研究了小电容变频器输出电压特性,通过控制逆变输出电压零相位与输入直流母线电压峰值的时间关系,使小电容变频器电压传输比最大。实验结果表明,稳态时开关控制小电容变频器-异步电机系统回馈能量较小,小电容变频器所需电容为传统变频器的1/4,但最大电压传输比和输出电压谐波含量与传统变频器相近。（4）基于六边形电压矢量轨迹的连续变频软起动及旁路切换方法研究针对制浆设备驱动电机功率巨大、开关频率高导致小电容变频器开关损耗大的特点,提出了按六边形电压矢量轨迹控制的异步电机软起动控制及旁路切换方法。首先研究了基于120°方波逆变控制和180°方波逆变控制的六边形电压矢量作用原理。然后根据小电容变频器稳态瞬时等效电路存在3.3ms两相直通的特点,提出一种两相直接旁路切换控制方法。最后分析了120°方波逆变控制和180°方波逆变控制两相直接旁路切换的具体方法,并对比分析了两种旁路切换控制方法的仿真结果。结果表明,基于六边形电压矢量轨迹控制的小电容变频器可形成稳定的3.3ms两相等效直通电路且重复出现;基于180°方波逆变控制的旁路切换性能优于120°方波逆变控制的旁路切换性能。（5）基于变频软起动技术的制浆设备轻载节能方法研究针对制浆设备能耗大的特点,选取制浆过程主要设备输浆泵和磨浆机为研究对象,首先分析了输浆泵轻载时降速节能原理,建立了输浆泵轻载降速控制异步电机损耗模型,并对比了调压调速控制和变频调速控制的节能效果;然后分析了磨浆机打浆控制原理及能耗模型,提出磨浆机轻载恒转矩变频调速节能控制方法。仿真数据显示,当输浆泵转速下降11.5%,采用调压调速可节能20%,采用变频调速可节能30%,并且变频调速范围更宽;磨浆机轻载恒转矩变频调速控制可有效降低电机输出功率和电机损耗。综上所述,文章发现了晶闸管离散变频产生负电磁转矩的物理原因,提出可消除负电磁转矩分量的异步电机离散变频六边形电压矢量控制方法;提出按磁链轨迹控制无反向电压矢量的异步电机7-4-3-1分频软起动控制方法;提出开关控制小电容变频器电路结构及六边形电压矢量控制两相直接旁路切换方法;建立了小电容变频器-异步电机系统能量回馈模型,提出了小电容参数计算依据;建立了考虑异步电机损耗的输浆泵和磨浆机轻载变频调速节能模型。
刘涛[10]（2019）在《聚酰亚胺高频绝缘特性与沿面放电演化过程研究》文中研究指明基于功率器件的电力电子变压器（Power Electronic Transformer,PET）是未来智能电网中进行能源互联、调度和控制的路由器,可实现交流与直流以及不同直流电压等级间的灵活变换,在可再生能源大规模可靠并网方面具有很好的应用前景,且特别适用于对电能变换设备的体积、重量有特殊要求的场合。高频电力变压器是PET中实现电气隔离和电压等级变换的核心组件,在高频电压作用下其匝间、层间、相间、对地绝缘和气-固界面绝缘将面临损耗发热严重、局部/沿面放电、绝缘过早失效等一系列问题,且绝缘性能受到电压参数（波形、频率、幅值、上升时间等）和温度等多因子耦合作用的影响。为推进高频变压器向高电压、大功率、小型化和高频率发展,有必要针对高频电应力作用下的局部放电与沿面放电特性、放电损伤导致的绝缘寿命衰减行为及其内在物理机制等关键问题,开展系统性的探索研究,这对于高频变压器的绝缘设计和性能评估具有重要的基础理论价值和现实指导意义。通过搭建高频加速老化实验平台和放电信号采集处理系统,在50Hz～30kHz的宽频范围内,研究了电压频率对聚酰亚胺绝缘局部放电特性（涉及放电起始电压、放电相位谱图、放电幅值及放电次数等）和绝缘寿命的影响,发现随着电压频率的升高,单周波放电次数和平均放电幅值先增长后下降,存在“频致拐点”现象;为揭示该现象的产生机理,从空间电荷与放电特征参量的关联规律、温度对局部放电特性的影响机制分析着手,结合高频致热效应和电压频率对空间电荷耗散过程的影响,建立了“频致拐点”现象的理论模型。采用频率为1kHz的正弦波、三角波、双极性方波、单极性方波和振荡脉冲5种不同的电压波形,以及具有不同上升时间的双极性方波电压,研究了电压波形、极性以及上升时间对聚酰亚胺绝缘局部放电行为和绝缘寿命的影响规律;在此基础上从局部放电测试（涉及放电起始电压、平均放电幅值、单周波放电次数、单周波总放电幅值）和绝缘寿命测试两个角度出发,建立了不同高频电压波形之间以及工频与高频电压之间的等价性准则,另外,还通过引入峰-峰值因子、有效值因子和形状因子,实现了电压波形参数对绝缘老化速率的量化表征。基于正交实验设计理论,在5～30kHz、1.5～3.0kV、13～180℃范围内测试了不同频率、幅值和温度下聚酰亚胺试样的绝缘寿命,首先结合极差和方差分析法讨论了三种因素及其交互作用对绝缘老化速率的影响,确定了影响因素的主次顺序以及交互作用的强弱程度;进一步获得了各因素水平变化对电-热应力耐受系数的影响规律,以及单因素独立作用、多因素协同作用下的加速老化系数,证明了多因素间交互作用的存在性;最后,计算了各影响因素及其交互作用对绝缘寿命的影响系数大小,并据此建立了考虑因素间交互作用的多因子寿命预测模型,并通过验证组实验证明了预测模型的可靠性。采用针-棒电极结构,研究了电压频率和温度对空气-聚酰亚胺绝缘沿面放电起始电压、闪络电压和沿面绝缘寿命的影响规律,统计分析了沿面放电不同发展阶段的放电特性（放电形态、相位谱图和放电特征参量）;发现电压正、负半波的放电相位谱图间具有明显的极性效应,并基于放电统计特征的变化规律提出了沿面放电发展程度的表征参量以及临近沿面闪络的预警信号;结合不同放电阶段的绝缘材料界面特性分析（表面电荷分布、表面形貌和特征官能团）,揭示了气-固界面沿面放电的发展演化规律以及沿面放电与界面特性的交互影响,并基于表面电荷积聚对沿面电场分布的影响分析,阐释了正、负半波极性效应的产生原因。采用反应集方法实现了对空气放电中粒子反应的大幅简化,基于流体动力学理论,通过对粒子输运方程、泊松方程和等离子化学反应的耦合表征,并充分考虑带电粒子在绝缘介质表面的反应与累积过程,建立了高频绝缘局部放电和沿面流注的混合数值模型;据此实现了球-板电极结构下局部放电、针-棒电极结构下沿面流注发展过程的动态模拟,获得了放电过程中带电粒子浓度、表面电荷密度、电场强度等参量的时空演化规律;进一步分析了局部放电与材料表面电荷累积、空间电荷分布的相互作用,电压幅值和频率对放电电流的影响,沿面流注发展的微观物理机制,以及温度、气压、二次电子发射系数等对沿面流注的影响机理;同时,利用已开展的实验研究结果与该数值模型仿真结果进行交互验证。
二、用过零周波触发方法提高变压器负载的功率因素（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、用过零周波触发方法提高变压器负载的功率因素（论文提纲范文）
（1）混合频率变换级联型电力电子变压器拓扑与控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 PET拓扑 |
| 1.2.2 多电平模块化换流器调制技术 |
| 1.2.3 软开关技术 |
| 1.2.4 模块化PET启动技术 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 MFCC-PET拓扑与电路参数设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 混合频率变换与MFCC-PET拓扑 |
| 2.2.1 混合频率变换 |
| 2.2.2 MFCC-PET拓扑 |
| 2.3 工作原理分析与电路参数设计 |
| 2.3.1 多频率调制波模式 |
| 2.3.2 综合单频率调制波与开关谐波模式 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 MFCC-PET硬开关工作模式研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 不对称规则采样CPS-PWM频率特性 |
| 3.2.1 传统CPS-PWM基波近似模型分析 |
| 3.2.2 不对称规则采样CPS-PWM建模 |
| 3.2.3 各类基波近似模型与适用频率分析 |
| 3.3 锯齿载波NL-PWM调制策略 |
| 3.3.1 MMC锯齿载波NL-PWM策略与谐波特性 |
| 3.3.2 CHB锯齿载波NL-PWM策略与谐波特性 |
| 3.3.3 MFCC-PET锯齿载波NL-PWM的实现 |
| 3.4 硬开关工作模式性能分析与比较 |
| 3.4.1 HFT与功率开关器件需求 |
| 3.4.2 硬开关工作模式特性分析 |
| 3.5 仿真验证 |
| 3.5.1 不对称规则采样CPS-PWM仿真验证 |
| 3.5.2 MMC锯齿载波NL-PWM仿真验证 |
| 3.5.3 MFCC-PET硬开关工作模式仿真验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 硬开关工作模式实验平台研制与应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验平台主电路研制 |
| 4.2.1 系统主电路 |
| 4.2.2 装置主电路 |
| 4.3 实验平台控制器研发 |
| 4.3.1 硬件架构 |
| 4.3.2 软件架构 |
| 4.3.3 功能测试与性能指标 |
| 4.4 实验验证 |
| 4.4.1 稳态工况 |
| 4.4.2 动态工况 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 MFCC-PET ZVS工作模式研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 高频变换环节电流模态分析 |
| 5.3 宽负载率范围ZVS参数设计 |
| 5.3.1 参数分析 |
| 5.3.2 参数设计 |
| 5.4 桥臂子模块均压控制策略 |
| 5.5 ZVS工作模式性能分析与比较 |
| 5.5.1 HFT与功率开关器件需求 |
| 5.5.2 ZVS工作模式特性分析 |
| 5.6 仿真验证 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 高频变换环节启动控制策略研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于内移相的启动控制策略分析 |
| 6.3 扩展死区高频变换环节启动控制策略 |
| 6.3.1 控制策略原理 |
| 6.3.2 控制策略建模 |
| 6.3.3 控制参数设计 |
| 6.4 仿真验证 |
| 6.5 实验验证 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 本文的主要结论 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（2）带谐波补偿的能馈型直流电子负载设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展历程 |
| 1.3 谐波补偿的意义 |
| 1.4 本文研究内容及结构安排 |
| 第二章 直流电子负载方案设计 |
| 2.1 电子负载原理分析 |
| 2.2 系统方案设计 |
| 2.3 负载模拟级拓扑选择 |
| 2.4 能量回馈级拓扑选择 |
| 2.5 系统整体方案确定 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 负载模拟级DC-DC变换器设计 |
| 3.1 负载模拟级工作原理 |
| 3.1.1 Boost变换器工作原理 |
| 3.1.2 输入电流控制下的限制条件 |
| 3.2 Boost变换器主电路设计 |
| 3.2.1 电感设计 |
| 3.2.2 开关管及二极管选型 |
| 3.3 直流母线电容设计 |
| 3.4 负载模拟级的数学模型 |
| 3.5 负载模拟级的控制器设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 能量回馈级逆变电路设计 |
| 4.1 能量回馈级组合逆变电路结构 |
| 4.2 能量回馈级逆变电路工作原理 |
| 4.2.1 双向电压源高频环节逆变器工作原理 |
| 4.2.2 能量回馈级单相等效原理 |
| 4.3 能量回馈级主电路设计 |
| 4.3.1 功率开关器件选型 |
| 4.3.2 高频变压器设计 |
| 4.3.3 输出LCL滤波器设计 |
| 4.4 能量回馈算法 |
| 4.4.1 能量回馈与谐波补偿算法设计 |
| 4.4.2 三相锁相环设计 |
| 4.4.3 基波分离算法 |
| 4.5 能量回馈级控制算法设计 |
| 4.5.1 等效单相逆变器的数学模型 |
| 4.5.2 等效单相逆变器的PI控制器设计 |
| 4.5.3 电网电压前馈控制 |
| 4.5.4 重复控制器的设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 硬件电路及DSP程序设计 |
| 5.1 系统硬件结构 |
| 5.2 主控芯片选择 |
| 5.3 采样电路设计 |
| 5.3.1 电流采样电路 |
| 5.3.2 电压采样电路 |
| 5.4 驱动电路设计 |
| 5.4.1 负载模拟级驱动电路 |
| 5.4.2 能量回馈级驱动电路 |
| 5.5 DSP程序设计 |
| 5.5.1 DSP主程序流程 |
| 5.5.2 PWM驱动信号的生成 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 系统仿真与实验分析 |
| 6.1 仿真模型搭建 |
| 6.1.1 系统整体仿真模型 |
| 6.1.2 被测电源仿真模型 |
| 6.1.3 负载模拟级仿真模型 |
| 6.1.4 能量回馈级仿真模型 |
| 6.1.5 基波分离算法模块 |
| 6.1.6 母线电压与逆变电流控制模块 |
| 6.2 仿真波形分析 |
| 6.2.1 负载模拟级跟踪效果 |
| 6.2.2 能量回馈级仿真波形 |
| 6.3 实验分析 |
| 6.3.1 负载模拟级硬件平台 |
| 6.3.2 负载模拟级实验波形分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（3）5吨电弧炉无功补偿系统的优化设计（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 无功补偿的意义 |
| 1.1.1 无功功率的提出 |
| 1.1.2 无功平衡的重要性 |
| 1.1.3 无功补偿的意义 |
| 1.2 国内外发展的现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 电弧炼钢炉和对电能质量的危害 |
| 2.1 电弧炉系统构成 |
| 2.2 电弧炉负载特点与性质 |
| 2.3 电弧炉变压器 |
| 2.3.1 电弧炉变压器的参数指标 |
| 2.3.2 电弧炉变压器电气参数 |
| 2.4 电弧炉对电能质量影响分析 |
| 2.4.1 功率因数低 |
| 2.4.2 电压波动与闪变 |
| 2.4.3 三相不平衡 |
| 2.4.4 谐波污染严重 |
| 2.5 无功补偿经济效益分析 |
| 第三章 电弧炉无功补偿的方式 |
| 3.1 静止无功补偿器SVC |
| 3.1.1 晶闸管控制电抗器(TCR) |
| 3.1.2 晶闸管投切电容器(TSC) |
| 3.1.3 TSC和 TCR的不同 |
| 3.2 静止同步补偿器STATCOM |
| 3.2.1 静止同步补偿器的电路拓扑以及工作方法 |
| 3.2.2 STATCOM变换器的控制特性 |
| 3.3 无功补偿容量的计算 |
| 3.3.1 变压器的补偿容量 |
| 3.3.2 电弧炉的补偿容量 |
| 第四章 组合装置硬件设计 |
| 4.1 TSC硬件介绍 |
| 4.1.1 过零投入模块 |
| 4.1.2 电力电容器 |
| 4.2 STATCOM硬件结构分析 |
| 4.3 STATCOM硬件设计方案 |
| 4.3.1 STATCOM主回路设计方案 |
| 4.3.2 数据采集电路 |
| 4.3.3 驱动电路设计 |
| 4.3.4 外在电路连通及控制 |
| 4.4 控制器设计 |
| 4.4.1 概述 |
| 4.4.2 技术参数 |
| 4.4.3 外形结构 |
| 4.4.4 接线方式 |
| 4.4.5 实测数据记录 |
| 4.4.6 工作参数设定 |
| 4.4.7 控制策略说明 |
| 第五章 TSC+STATCOM并联无功补偿系统仿真分析 |
| 5.1 TSC与 STATCOM工作原理 |
| 5.2 TSC与 STATCOM并联控制方案设计 |
| 5.3 TSC+STATCOM并联无功补偿系统仿真研究 |
| 5.3.1 TSC仿真模型的建立 |
| 5.3.2 STATCOM仿真模型的建立 |
| 5.3.3 TSC+STATCOM仿真主接线图 |
| 5.4 TSC+STATCOM并联无功补偿系统试验 |
| 5.4.1 STATCOM样机试验选择 |
| 5.4.2 TSC试验 |
| 5.4.3 TSC+STATCOM样机实验 |
| 第六章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（4）低压电网无功补偿中的复合开关设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外现状及发展趋势 |
| 1.2.1 无功补偿技术的国内外现状 |
| 1.2.2 无功补偿技术的发展前景 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 无功补偿的原理及方式 |
| 2.1 无功补偿的定义及原理 |
| 2.1.1 无功功率的定义 |
| 2.1.2 无功补偿的基本原理 |
| 2.2 无功补偿的作用 |
| 2.3 无功补偿的方式 |
| 2.4 无功补偿容量的计算 |
| 2.5 并联电容器的接线方式 |
| 本章小结 |
| 第三章 无功补偿中的复合开关 |
| 3.1 电容投切功率元件的比较 |
| 3.1.1 传统的机械开关 |
| 3.1.2 无触点的电子开关 |
| 3.1.3 复合开关 |
| 3.2 复合开关的基本结构和工作原理 |
| 3.2.1 复合开关的基本结构单元 |
| 3.2.2 复合开关的工作原理 |
| 3.3 复合开关工作过程分析及投切时序控制 |
| 3.3.1 电容器投入过程及时序分析 |
| 3.3.2 电容器切除过程及时序分析 |
| 3.4 复合开关的过零投切策略 |
| 本章小结 |
| 第四章 复合开关的软件实现和硬件设计 |
| 4.1 复合开关的硬件结构 |
| 4.2 硬件电路设计 |
| 4.2.1 系统控制器的选型 |
| 4.2.2 电源电路的设计 |
| 4.2.3 可控硅过零检测电路 |
| 4.2.4 可控硅触发电路 |
| 4.2.5 投入显示电路 |
| 4.2.6 缺相检测与显示电路 |
| 4.2.7 复合开关驱动电路 |
| 4.2.8 复合开关逻辑稳态电路 |
| 4.2.9 复合开关主控电路 |
| 4.2.10 电容器放电电路 |
| 4.3 软件流程设计 |
| 4.3.1 系统主流程设计 |
| 4.3.2 投切子程序设计 |
| 4.3.3 启动自检子程序设计 |
| 4.3.4 计时中断子程序设计 |
| 4.4 复合开关的抗干扰措施 |
| 4.4.1 硬件中的抗干扰措施 |
| 4.4.2 软件中的抗干扰措施 |
| 本章小结 |
| 第五章 实验平台及测试结果 |
| 5.1 实验装置及实验方案 |
| 5.1.1 实验平台 |
| 5.1.2 实验方案 |
| 5.2 测试结果与分析 |
| 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 课题总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间研究成果 |
| 致谢 |
（5）机场灯光站配电网三相不平衡治理方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 负载补偿技术研究现状 |
| 1.2.2 优化换相技术研究现状 |
| 1.2.3 基于光级调整的三相不平衡治理方法研究现状 |
| 1.3 研究目标、内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 第2章 灯光站供配电系统三相不平衡 |
| 2.1 三相不平衡及其评估方法 |
| 2.1.1 三相不平衡原理 |
| 2.1.2 三相不平衡评估 |
| 2.1.3 三相不平衡线损 |
| 2.2 助航灯光供配电系统 |
| 2.2.1 助航灯光系统组成 |
| 2.2.2 助航灯光的供配电方式与三相不平衡的产生 |
| 2.3 灯光站供配电三相不平衡仿真分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 灯光站三相不平衡治理方案设计 |
| 3.1 三相不平衡治理总体规划 |
| 3.1.1 治理策略规划 |
| 3.1.2 系统功能设计 |
| 3.1.3 系统总体构成 |
| 3.2 基于光级调整的三相不平衡治理方法 |
| 3.2.1 光级调整与电流变化及三相不平衡间的关系 |
| 3.2.2 可调光级调光器的筛选 |
| 3.2.3 不平衡度比较与可调光级调光器确定 |
| 3.3 基于优化换相的三相不平衡治理方法 |
| 3.3.1 灯光站三相不平衡模型的建立 |
| 3.3.2 灯光站三相不平衡模型的求解 |
| 3.3.3 与加速粒子群算法的比对 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 三相不平衡治理策略灯光站验证 |
| 4.1 灯光站电流检测与统计分析 |
| 4.1.1 灯光站现场数据采集 |
| 4.1.2 数据统计分析 |
| 4.2 光级调整治理方法验证 |
| 4.2.1 不平衡度分析与光级优化调整策略 |
| 4.2.2 关于光级优化调整策略的讨论 |
| 4.3 优化换相治理方法验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 三相不平衡治理系统的硬件设计 |
| 5.1 主控端及其硬件设计 |
| 5.1.1 主控芯片的选择与结构设计 |
| 5.1.2 电源模块设计 |
| 5.1.3 采样电路设计 |
| 5.1.4 通信模块设计 |
| 5.1.5 过零检测电路设计 |
| 5.2 执行端硬件设计 |
| 5.2.1 换相开关设计 |
| 5.2.2 IGBT驱动电路 |
| 5.2.3 优化换相流程设计 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间科研说明 |
（6）基于固态调功器独立加热控制的冰盖热熔钻机测控系统研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题的研究背景和意义 |
| 1.3 冰盖钻机技术研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 系统总体设计方案 |
| 2.1 需求分析与总体设计 |
| 2.2 硬件设计方案 |
| 2.2.1 电力传输方案设计 |
| 2.2.1.1 单相电力传输和三相电力传输的选择 |
| 2.2.1.2 供电电压方案论证 |
| 2.2.2 热熔方案设计 |
| 2.2.3 测控系统方案设计 |
| 2.2.3.1 RS485分布式组网 |
| 2.2.3.2 电力线载波通信设计方案 |
| 2.3 软件设计方案 |
| 2.3.1 冰下嵌入式软件设计 |
| 2.3.2 上位机软件设计方案 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 系统硬件设计与实现 |
| 3.1 系统硬件总体设计 |
| 3.2 电源变换系统 |
| 3.3 主控系统设计 |
| 3.3.1 微控制器的选择 |
| 3.3.2 MOSFET电路设计 |
| 3.3.3 电源电路设计 |
| 3.4 AC800V固态调功器设计 |
| 3.4.1 过零检测设计 |
| 3.4.2 双向可控硅及其触发 |
| 3.4.3 PWM转直流设计 |
| 3.5 通信电路设计 |
| 3.6 模拟量采集电路设计 |
| 3.7 分布式传感器设计 |
| 3.7.1 温度传感器设计 |
| 3.7.2 悬重传感器设计 |
| 3.7.3 直流采集与控制板设计 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 系统软件设计 |
| 4.1 软件总体设计 |
| 4.2 随钻嵌入式系统软件设计 |
| 4.2.1 随钻嵌入式系统软件设计架构 |
| 4.2.2 uC/OS-Ⅲ操作系统介绍 |
| 4.2.3 通信协议设计 |
| 4.2.3.1 通信协议总述 |
| 4.2.3.2 主控板与从机的通信 |
| 4.2.3.3 主控板与上位机的通信 |
| 4.2.4 主控系统程序设计 |
| 4.2.5 传感器采集系统程序设计 |
| 4.3 冰面上位机软件设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 系统测试与联调联试 |
| 5.1 实验室内测试 |
| 5.1.1 电源系统测试 |
| 5.1.2 AC800V固态调功器测试 |
| 5.1.3 主控制板测试 |
| 5.1.4 电力载波通信测试 |
| 5.1.5 传感器测试 |
| 5.1.5.1 温度传感器测试 |
| 5.1.5.2 悬重传感器测试 |
| 5.1.5.3 直流采集与控制板测试 |
| 5.1.6 实验室综合测试 |
| 5.2 试验场联调联试 |
| 5.2.1 梯度加热测试 |
| 5.2.2 悬重传感器测试 |
| 5.2.3 科学载荷平台测试 |
| 5.2.4 组装钻进 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目 |
| 科研项目 |
| 发表专利 |
| 软件着作 |
| 科技竞赛 |
（7）24对棒多晶硅还原炉电源系统设计改造（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 选题意义 |
| 1.3 国内外文献资料综述 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 多晶硅电源系统结构设计 |
| 2.1 硅芯的电气特性 |
| 2.2 多晶硅电源工作原理 |
| 2.3 多晶硅电源系统组成及网络架构 |
| 2.4 多晶硅电源系统硬件单元 |
| 2.4.1 还原炉变压器 |
| 2.4.2 调功柜 |
| 2.4.3 辅助启动柜 |
| 2.4.4 高压启动柜 |
| 2.5 多晶硅电源系统工控软件 |
| 2.5.1 PCS7简介 |
| 2.5.2 系统核心流程及程序示例 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 多晶硅电源主电路设计改造 |
| 3.1 还原炉变压器选型及改进 |
| 3.1.1 技术参数要求及选型 |
| 3.1.2 相内短路的分析与处理 |
| 3.1.3 还原炉变压器谐波产生与抑制 |
| 3.2 启动电路设计 |
| 3.2.1 启动方式的选取 |
| 3.2.2 启动方式的设想 |
| 3.2.3 启动电路 |
| 3.3 调功电路设计 |
| 3.3.1 调功方式的选取 |
| 3.3.2 调功方式的设想 |
| 3.3.3 调功电路 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 电路参数设计 |
| 4.1 晶闸管选型 |
| 4.2 晶闸管保护 |
| 4.2.1 晶闸管的过压保护 |
| 4.2.2 晶闸管的过流保护 |
| 4.2.3 晶闸管保护电路及参数 |
| 4.3 晶闸管触发方式选取 |
| 4.3.1 晶闸管触发方式 |
| 4.3.2 间接光触发电路 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 多晶硅电源实验及数据分析 |
| 5.1 无极调压技术原理分析 |
| 5.2 启动电路实验 |
| 5.3 调功电路实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 系统运行结果可视化展示 |
| 6.1 操作界面及功能 |
| 6.2 系统差异性和产品质量对比 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 未来展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（8）计及三相关联性的励磁涌流识别与快速抑制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题的提出及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 励磁涌流识别研究现状 |
| 1.2.2 励磁涌流抑制研究现状 |
| 1.3 本文研究的主要内容 |
| 2 变压器差动保护原理及三相励磁涌流频域解析推导 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 变压器差动保护基本原理 |
| 2.2.1 变压器差动保护原理及接线方式 |
| 2.2.2 变压器差动保护制动特性 |
| 2.3 励磁涌流的产生机理 |
| 2.3.1 变压器铁心磁通特性 |
| 2.3.2 励磁涌流的产生机理 |
| 2.4 三相励磁涌流频域解析推导及时频域相关性分析 |
| 2.4.1 三相励磁涌流频域解析推导及验证 |
| 2.4.2 三相励磁涌流时频域相关性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于多变量多尺度模糊熵的变压器励磁涌流识别 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 多变量多尺度模糊熵 |
| 3.2.1 多变量多尺度熵 |
| 3.2.2 多变量多尺度模糊熵 |
| 3.2.3 多变量多尺度模糊熵对多变量多尺度熵的改进仿真验证 |
| 3.3 基于多变量多尺度模糊熵的涌流识别方法 |
| 3.3.1 识别思路 |
| 3.3.2 识别判据 |
| 3.4 算例分析 |
| 3.4.1 变压器不同运行情况下的涌流识别效果 |
| 3.4.2 动态模拟数据分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于MEMD-MMFE的双馈风电场送出变压器涌流识别 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多元经验模态分解 |
| 4.3 双馈风电场短路电流时频特性及其对变压器差动保护的影响 |
| 4.3.1 双馈风电场短路电流时频特性分析 |
| 4.3.2 双馈风电场短路电流对变压器差动保护的影响 |
| 4.4 基于MEMD-MMFE的涌流识别方法 |
| 4.4.1 识别思路 |
| 4.4.2 识别判据 |
| 4.5 算例分析 |
| 4.5.1 不同运行情况下算法的识别效果 |
| 4.5.2 算法灵敏度分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于软启动的变压器励磁涌流抑制方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于软启动的变压器励磁涌流抑制器结构 |
| 5.3 基于软启动的涌流抑制器控制及参数设计 |
| 5.3.1 基于反并联晶闸管的交流调压软启动电路 |
| 5.3.2 涌流抑制器的交流调压电路控制方式 |
| 5.3.3 涌流抑制器的滤波电路结构及参数优化 |
| 5.4 算例分析 |
| 5.4.1 三相变压器组的涌流抑制效果 |
| 5.4.2 三相三柱式变压器的涌流抑制效果 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 本文结论 |
| 6.2 后续研究工作的展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.涌流抑制器的高阶滤波电路传递函数 |
| B.作者在攻读博士学位期间发表的论文目录 |
| C.作者在攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| D.学位论文数据集 |
| 致谢 |
（9）用于制浆设备的异步电机空间电压矢量变频软起动控制理论与方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 异步电机软起动技术现状及发展趋势 |
| 1.2.1 异步电机软起动技术现状 |
| 1.2.2 异步电机软起动技术发展趋势 |
| 1.2.3 永磁同步电机对制浆设备驱动电机的挑战 |
| 1.3 本文研究内容及章节安排 |
| 1.3.1 研究思路 |
| 1.3.2 研究内容及技术路线 |
| 1.3.3 章节安排 |
| 2 异步电机离散变频转矩脉动原因及改进方法研究 |
| 2.1 晶闸管控制异步电机离散变频软起动控制原理 |
| 2.2 基于空间电压矢量的异步电机离散变频控制方法设计 |
| 2.2.1 基于晶闸管电路的空间电压矢量定义 |
| 2.2.2 异步电机离散变频软起动转矩脉动原因分析 |
| 2.2.3 基于六边形电压矢量轨迹的异步电机离散变频控制方法设计 |
| 2.3 异步电机离散变频控制两相导通的数学模型分析 |
| 2.4 仿真分析与实验验证 |
| 2.4.1 异步电机传统离散变频7分频控制仿真分析 |
| 2.4.2 异步电机基于六边形电压矢量的离散7分频控制仿真分析 |
| 2.4.3 实验分析 |
| 2.5 小结 |
| 3 基于空间电压矢量的异步电机离散变频软起动控制方法研究 |
| 3.1 异步电机离散变频磁链控制原理分析 |
| 3.1.1 异步电机离散变频磁链控制电压矢量作用原理 |
| 3.1.2 三相晶闸管电路两相导通时异步电机数学模型分析 |
| 3.2 异步电机离散变频软起动过程磁链计算 |
| 3.3 异步电机空间电压矢量离散7-4-3-1分频磁链控制方法实现 |
| 3.4 异步电机离散变频磁链轨迹控制仿真分析 |
| 3.5 实验验证 |
| 3.6 小结 |
| 4 开关控制小电容变频器电路结构及控制方法研究 |
| 4.1 大容量电解电容对传统变频器旁路切换的影响分析 |
| 4.1.1 传统变频器直流母线电解电容的功能分析 |
| 4.1.2 传统变频器不能直流旁路切换原因分析 |
| 4.2 小电容变频器电路结构及控制方法设计 |
| 4.2.1 开关控制小电容变频器电路结构 |
| 4.2.2 基于六脉波电压控制的电容参数计算 |
| 4.2.3 小电容变频器控制方法设计 |
| 4.3 小电容变频器输出电压分析 |
| 4.3.1 电压传输比分析 |
| 4.3.2 输出电压谐波分析 |
| 4.3.3 小电容变频器理想数学模型分析 |
| 4.3.4 小电容变频器输出电压特性仿真分析 |
| 4.3.5 实验验证 |
| 4.4 小电容变频器-异步电机系统能量回馈特性分析 |
| 4.4.1 异步电机正向电动运行时回馈能量分析 |
| 4.4.2 基于稳态回馈能量吸收的小电容参数计算 |
| 4.4.3 小电容变频器-异步电机系统能量回馈特性仿真分析 |
| 4.4.4 实验验证 |
| 4.5 小结 |
| 5 基于六边形电压矢量轨迹的变频软起动及旁路切换方法研究 |
| 5.1 小电容变频器-异步电机系统软起动控制方法 |
| 5.1.1 六边形电压矢量控制异步电机软起动原理 |
| 5.1.2 120°方波逆变控制六边形电压矢量轨迹分析 |
| 5.1.3 180°方波逆变控制六边形电压矢量轨迹分析 |
| 5.2 小电容变频器-异步电机系统两相直接旁路切换原理 |
| 5.2.1 小电容变频器-异步电机系统旁路切换原理 |
| 5.2.2 两相直接旁路切换过程异步电机电磁特性分析 |
| 5.3 小电容变频器-异步电机系统旁路切换控制方法及仿真分析 |
| 5.3.1 120°方波逆变控制旁路切换方法 |
| 5.3.2 120°方波逆变控制小电容变频器旁路切换仿真分析 |
| 5.3.3 180°方波逆变控制旁路切换方法 |
| 5.3.4 180°方波逆变控制旁路切换仿真分析 |
| 5.4 小电容变频器旁路切换开关实现的可行性分析 |
| 5.5 小结 |
| 6 制浆过程异步电机轻载节能研究 |
| 6.1 输浆泵轻载降压节能与变频节能对比研究 |
| 6.1.1 输浆泵轻载降压节能特性研究 |
| 6.1.2 输浆泵电机轻载降压损耗特性研究 |
| 6.1.3 输浆泵电机轻载变频调速损耗特性研究 |
| 6.2 盘磨机打浆过程节能研究 |
| 6.2.1 盘磨机类型 |
| 6.2.2 盘磨机磨浆工作原理 |
| 6.2.3 盘磨机打浆理论及打浆过程控制方法研究 |
| 6.2.4 打浆过程能量消耗模型 |
| 6.2.5 盘磨机轻载恒转矩变频节能控制 |
| 6.3 小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 研究工作结论 |
| 7.2 研究工作创新点 |
| 7.3 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的成果 |
（10）聚酰亚胺高频绝缘特性与沿面放电演化过程研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 电力电子变压器的应用前景 |
| 1.1.2 高频变压器面临的绝缘问题 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.2.1 高频局部放电影响因素 |
| 1.2.2 高频绝缘特性与寿命预测 |
| 1.2.3 气-固界面沿面放电发展过程 |
| 1.2.4 放电物理模型 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 高频局部放电的频致拐点现象及其形成机理 |
| 2.1 放电与寿命测试平台 |
| 2.1.1 高频加速老化实验平台 |
| 2.1.2 放电信号采集与处理 |
| 2.2 频率对局部放电和绝缘寿命的影响 |
| 2.2.1 实验设置 |
| 2.2.2 频率导致的拐点现象 |
| 2.3 空间电荷与放电特征参量的关联规律 |
| 2.3.1 空间电荷效应 |
| 2.3.2 放电次数和幅值的数学表征 |
| 2.4 频致拐点形成机制与数学模型 |
| 2.4.1 温度对局部放电的影响机制 |
| 2.4.2 频率对局部放电的影响机制 |
| 2.4.3 频致拐点的物理机制与数学建模 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 局部放电和绝缘寿命测试中高频电压波形的等价性 |
| 3.1 电压波形对局部放电的影响 |
| 3.1.1 实验设置 |
| 3.1.2 放电起始电压 |
| 3.1.3 放电相位谱图 |
| 3.1.4 放电统计参量 |
| 3.2 波形对绝缘寿命的影响 |
| 3.3 上升时间对局部放电和绝缘寿命的影响 |
| 3.3.1 局部放电特性 |
| 3.3.2 绝缘寿命 |
| 3.4 电压波形和上升时间的影响机理分析 |
| 3.4.1 波形上升时间对放电特性的影响 |
| 3.4.2 局部放电极性效应产生机理 |
| 3.4.3 绝缘寿命与放电参量间的关联关系 |
| 3.5 局部放电和绝缘寿命测试等价准则 |
| 3.5.1 基于局部放电的等价准则 |
| 3.5.2 基于绝缘寿命的等价准则 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于多影响因子正交实验的高频绝缘寿命预测模型 |
| 4.1 实验设计理论 |
| 4.1.1 正交实验设计原理 |
| 4.1.2 多因素及其交互作用影响的分析方法 |
| 4.2 电-热应力对聚酰亚胺绝缘寿命的耦合作用分析 |
| 4.2.1 正交实验方案 |
| 4.2.2 影响因素主次顺序及交互作用 |
| 4.2.3 电热应力耐受系数 |
| 4.3 多因子耦合寿命预测模型 |
| 4.3.1 单因子寿命模型 |
| 4.3.2 多因子耦合寿命预测模型 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 高频电应力下空气-聚酰亚胺界面沿面放电发展演化过程 |
| 5.1 沿面放电实验平台与测试方法 |
| 5.2 电压频率和温度的影响 |
| 5.3 沿面放电与界面特性发展演化过程 |
| 5.3.1 沿面放电特性演化规律 |
| 5.3.2 气固界面特性演化规律 |
| 5.4 表面电荷与沿面放电的交互影响分析 |
| 5.4.1 沿面放电对表面电荷积聚的影响 |
| 5.4.2 表面电荷对沿面放电发展的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 高频局部放电和沿面流注的数值模拟 |
| 6.1 数值仿真模型的建立 |
| 6.1.1 粒子输运方程 |
| 6.1.2 基于反应集的简化粒子反应 |
| 6.1.3 壁面边界与表面电荷累积 |
| 6.2 局部放电过程的数值模拟 |
| 6.2.1 局部放电的微观物理过程 |
| 6.2.2 外施电压幅值对局部放电的影响 |
| 6.2.3 外施电压频率对局部放电的影响 |
| 6.3 沿面流注发展的微观物理机制 |
| 6.3.1 电场分布和带电粒子的动力学行为 |
| 6.3.2 空间与表面电荷分布 |
| 6.3.3 沿面流注发展速度 |
| 6.4 沿面流注影响因素研究 |
| 6.4.1 温度、气压的影响 |
| 6.4.2 界面二次电子发射的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、用过零周波触发方法提高变压器负载的功率因素（论文参考文献）
- [1]混合频率变换级联型电力电子变压器拓扑与控制研究[D]. 张雪垠. 华北电力大学(北京), 2020(06)
- [2]带谐波补偿的能馈型直流电子负载设计[D]. 白坤锋. 华南理工大学, 2020(02)
- [3]5吨电弧炉无功补偿系统的优化设计[D]. 李佳鑫. 太原科技大学, 2020(03)
- [4]低压电网无功补偿中的复合开关设计[D]. 金晨. 安徽大学, 2020(07)
- [5]机场灯光站配电网三相不平衡治理方法研究[D]. 左琎. 中国民航大学, 2020(01)
- [6]基于固态调功器独立加热控制的冰盖热熔钻机测控系统研制[D]. 李冲. 杭州电子科技大学, 2020(02)
- [7]24对棒多晶硅还原炉电源系统设计改造[D]. 周方. 西安科技大学, 2019(01)
- [8]计及三相关联性的励磁涌流识别与快速抑制研究[D]. 李春艳. 重庆大学, 2019(01)
- [9]用于制浆设备的异步电机空间电压矢量变频软起动控制理论与方法研究[D]. 谢仕宏. 陕西科技大学, 2019(01)
- [10]聚酰亚胺高频绝缘特性与沿面放电演化过程研究[D]. 刘涛. 华北电力大学(北京), 2019(01)