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軟開(kāi)關(guān)的仿真與分析
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資料類別
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電子電工畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） |
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課程(專業(yè))
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電氣自動(dòng)化 |
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關(guān)鍵詞
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軟開(kāi)關(guān)|串級(jí)調(diào)速 |
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適用年級(jí)
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大學(xué) |
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身份要求
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普通會(huì)員 |
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金 幣
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40 �。�金幣如何獲得？） |
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文件格式
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發(fā)布時(shí)間
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2018-06-10 18:28:00 |
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kj008 |
內(nèi)容簡(jiǎn)介：
軟開(kāi)關(guān)的仿真與分析，畢業(yè)設(shè)計(jì)，說(shuō)明書(shū)共24頁(yè)，9024字。
摘要
軟開(kāi)關(guān)技術(shù)是通過(guò)主回路中電感和電容的諧振，使得功率開(kāi)關(guān)器件中電流或其兩端電壓按照正弦或準(zhǔn)正弦規(guī)律變化，當(dāng)電流或其兩端電壓自然過(guò)零時(shí)，功率開(kāi)關(guān)器件進(jìn)行導(dǎo)通或關(guān)斷，這樣開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷都在零電流或零電壓條件下完成，這樣其開(kāi)關(guān)損耗和開(kāi)關(guān)噪聲污染理論上為零。串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)在工程上獲取與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)sE20反相位同頻率且頻率隨轉(zhuǎn)子頻率變化的交流變頻電源Ef比較困難，所以在次同步串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)中采用整流器將轉(zhuǎn)子電勢(shì)sE20整流為直流電勢(shì)，再與轉(zhuǎn)子回路中串入的直流附加電動(dòng)勢(shì)Eβ進(jìn)行比較。而可調(diào)直流附加電動(dòng)勢(shì)Eβ在工程上比較容易實(shí)現(xiàn)。把軟開(kāi)關(guān)技術(shù)應(yīng)用在串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，利用Matlab實(shí)現(xiàn)仿真，在理論上實(shí)現(xiàn)其合理性、科學(xué)性。
關(guān)鍵詞：軟開(kāi)關(guān) 串級(jí)調(diào)速 Matlab
緒論
隨著近代電力電了技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用，自動(dòng)化電力拖動(dòng)正向著計(jì)算機(jī)控制的生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的方向邁進(jìn)。以達(dá)到高速、優(yōu)質(zhì)、高效率地生產(chǎn)。在大多數(shù)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，自動(dòng)化的電力拖動(dòng)系統(tǒng)仍然是不可缺少的組成部分。另外，低成本自動(dòng)化技術(shù)與設(shè)備的開(kāi)發(fā)，越來(lái)越引起國(guó)內(nèi)外的注意。特別對(duì)于小型企業(yè)，應(yīng)用適用技術(shù)的設(shè)備，不僅有益于獲得經(jīng)濟(jì)效益，而且能提高生產(chǎn)率、可靠性與柔性，還有易于應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。自動(dòng)化的電力拖動(dòng)系統(tǒng)更是低成本自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分。
通常把電力電子技術(shù)分為電力電子器件制造技術(shù)和變流技術(shù)兩個(gè)分支。變流技術(shù)也稱為電力電子器件的應(yīng)用技術(shù)，它包括用電力電子器件構(gòu)成各種電力變換電路和對(duì)這些電路進(jìn)行控制的技術(shù)，以及由這些電路構(gòu)成電力電子裝置和電力電子系統(tǒng)的技術(shù)。
控制理論廣泛用于電力電子技術(shù)中，它使用電力電子裝置和系統(tǒng)的性能不斷滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的各種需求。電力電子技術(shù)可以看成是弱電控制強(qiáng)電的技術(shù)，是弱電與強(qiáng)電這兩者的結(jié)合。自動(dòng)控制理論則是實(shí)現(xiàn)這種結(jié)合的一條強(qiáng)有力的紐帶。另外，控制理論和自動(dòng)化技術(shù)密不可分，而電力電子裝置則是自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)元件和重要支撐技術(shù)。
目前在許多國(guó)家中，很多直流調(diào)速已經(jīng)被交流調(diào)速所取代，從而避免了直流電動(dòng)機(jī)換向困難、維修不便等缺點(diǎn)。世界上有60％左右的發(fā)電量是通過(guò)電動(dòng)機(jī)消耗的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)各類電動(dòng)機(jī)的裝機(jī)容量已超過(guò)4億kW，其中異步電動(dòng)機(jī)約占90％，拖動(dòng)風(fēng)機(jī)、水泵及壓縮機(jī)類機(jī)械的電動(dòng)機(jī)約1.3億kW。在目前4億kW的電動(dòng)機(jī)負(fù)載中，約有50％的負(fù)載是變動(dòng)的，其中的30％可以使用電動(dòng)機(jī)調(diào)速。因此，就目前的市場(chǎng)容量考慮，約有6000萬(wàn)kW的調(diào)速電機(jī)市場(chǎng)。電動(dòng)機(jī)只有在額定負(fù)載下運(yùn)行效率才高，由于安全等方面的考慮，電動(dòng)機(jī)常常處于低效運(yùn)行狀態(tài)。因此，電機(jī)調(diào)速節(jié)能一直被廣泛關(guān)注。風(fēng)機(jī)和泵類采用電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置來(lái)代替閥門和擋板調(diào)節(jié)流量,有明顯節(jié)電效果。這是因?yàn)橛山涣麟妱?dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)機(jī)和泵類都是平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載。它們的流量與轉(zhuǎn)速成正比、壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。即電機(jī)轉(zhuǎn)速降低1/2時(shí)，所需功率降至原來(lái)的1/8，由此可見(jiàn)調(diào)速節(jié)能的重要意義。
但是應(yīng)用在傳統(tǒng)調(diào)速裝置使用了大量的硬開(kāi)關(guān)，它是通過(guò)控制門極來(lái)控制開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通和關(guān)斷，即強(qiáng)迫開(kāi)關(guān)器件在其電壓不為零時(shí)開(kāi)通，電流不為零時(shí)關(guān)斷，在此過(guò)程中，開(kāi)通電壓或關(guān)斷電流相當(dāng)大，這種開(kāi)關(guān)方式造成很大的不便，造成以下缺點(diǎn)：
(1)開(kāi)通和關(guān)斷過(guò)程損耗比較大
(2)感性關(guān)斷問(wèn)題; 當(dāng)電路中有感性器件時(shí)，開(kāi)關(guān)器件關(guān)斷時(shí)，會(huì)感應(yīng)出很高的電壓尖峰，極易損壞開(kāi)關(guān)器件；
(3)容性開(kāi)通問(wèn)題, 當(dāng)開(kāi)關(guān)器件在高壓下開(kāi)通時(shí)，開(kāi)關(guān)器件結(jié)電容中的能量將全部消耗在該器件上，從而易使該開(kāi)關(guān)器件因?yàn)檫^(guò)熱而損壞;
(4)二極管反向恢復(fù)問(wèn)題： 二極管由導(dǎo)通變?yōu)榻刂箷r(shí)，有一個(gè)反向恢復(fù)時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，二極管仍處于導(dǎo)通關(guān)態(tài)，若立即開(kāi)通與其串聯(lián)的開(kāi)關(guān)器件，會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊電流，易損壞該開(kāi)關(guān)器件。
因此，軟開(kāi)關(guān)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，它克服了硬開(kāi)關(guān)的諸多缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了軟開(kāi)通、軟關(guān)斷，通過(guò)開(kāi)關(guān)過(guò)程中前后引入諧振，使開(kāi)關(guān)開(kāi)通前電壓先降到零，關(guān)斷前電流先降到零，就可以消除開(kāi)關(guān)過(guò)程中電壓電流的重疊，降低它們的變化率，從而大大減小甚至消除開(kāi)關(guān)損耗。把軟開(kāi)關(guān)技術(shù)應(yīng)用在電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)已經(jīng)成了當(dāng)前研究電動(dòng)機(jī)調(diào)速節(jié)能熱門，不僅響應(yīng)國(guó)家環(huán)保節(jié)能的號(hào)召，還有在巨大的市場(chǎng)等待開(kāi)發(fā)。
本文的工作：
（1）本文首先對(duì)電氣串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理等電路進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，了解其基本的性能；又對(duì)移相全橋零電壓軟開(kāi)關(guān)（ZVS）變換器的結(jié)構(gòu)、工作原理等電路性能進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，得出了移相全橋ZVS變換器電路的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。利用搭建的數(shù)字信號(hào)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管的通斷來(lái)實(shí)現(xiàn)
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