【正文】 ｅｓ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ ｉｔｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｃｈｏｉｃｅ， ａｎｄ ｍａｋｅｓ ｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｎｔ ｍａｃｈｉｎｅ＇ｓ Ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｕｓｅｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｕｓｅｄ ｉｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ。本人授權大連海事大學可以將本 學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，也可采用影印、縮印或掃 描等復制手段保存和匯編學位論文。太瓣能纛接疆魁劐地球豹籠爨李塞，分露廣泛，霹秀叟 照不污染環(huán)境，是囂際社會公認鮑理想罄代畿源。９０年代后耨。勢鼴光伏發(fā)電系統(tǒng)是奄嘏力系統(tǒng)連接在一起熬光鉸發(fā)電系繞， 像其能類激發(fā)電站一樣，可為電力系統(tǒng)掇供有功稍無功電熊。癱頹交換邋變電浮楚逶過高頻ＤＣ－ＤＣ交換接本，鬼 將低壓崴流變?yōu)楦哳l低壓童流，經(jīng)過高頻變壓器辯壓后再整流骺離聯(lián)愨流，若對 冀遴露愛滾交換，鄂弼簿黧２２０Ｖ、５０Ｈｚ愛弦渡交滾電。由予開關變換器的強非線性，以及它具有離散和變結構 瓣符煮，受載毪矮戇多襻毪，生電路的蔑艇妊須瀵是受載大范強交純，贗毒這些 使殲關變換器的控制問題和控制器的設計較為復雜。電力電予技術對人類文明起著巨大 的推動作用。智能功率模塊 （ＩＰＭ）和集成電力電子模塊（１ＰＥＭ）的產(chǎn)黼化推動了電力電予技術的更大發(fā)展。二是配合蓄電池的特性對充電過程控制，對蓄電池高效地充電。為太陽能電池的輸出電壓；Ｉ。＝壘豎ｌｎ善。 根據(jù)特性曲線可以看出太陽能電池的幾個重要技術參數(shù)： （１）短路電流ｌ。ｃ１１），是太陽能電池的最基本單元。太輟憩魄滾維轉瓣轉羧效率，攀菇疆太鞭鏈彀濾雋１２％～ １５％，霧晶礁太粥熊電池為１０％～１３％，非繇硅太湖熊魄濁釉化含物半導體太陽 能嗽瀚（Ｃｄｓ，ＣｄＴｅ等）莛６％～９％。鍘如，一個６．５Ａ＇ｈ鷯蓄漱漣，充滿之囂戳３２５ｍＡ瀵流 教敷，經(jīng)避２０ｈ麓迭穰敖穗巾盎魄垂，救瞧率蓉戳魄浚柬襲承為０。 （６）自放電率蓄電池在不用時其內部也會消耗能量，一般以ａ天來表示。充電策略對于蓄電池非常 重要，一個優(yōu)化的充電鬣略可以提高蓄電池的性能和壽命；反之，～個不合理的 充魄繁賂會｛＃常顯著豹辮｛氛蓄電ｔ逡霹爰騫爨辯鑊躅壽鑫。將檢測信號送到ＡＶＲ微處理器進行模數(shù)轉換，控制開關管Ｇ 對蓄電池進行充電控制及蓄電池充放保護。由于開關管導通，二極管陽極接電源Ｕ。高于ｕ。 ２。 辯除段式僵蓮充逛耱瞧婦下圈２。瞬前獨藏太陽能光伏發(fā)電悉統(tǒng)主要應用予邊遠媲 囂，難娃維護，這就要求邋變電激具有會遵熬瞧路結構，嚴掇的元器俘選擇，勢 要求逆變電源具備鑫種保護播施，如蓄電池充放電保護，系統(tǒng)短路保護、過流僳 護、過載保護等。 辯 爨３。 這種改讖型對稱規(guī)則算法的精度，明顯高于傳統(tǒng)對稱規(guī)則算法的精度，同時由于 采用了同步取樣，每半個周期中各脈寬的一致性得到保證，脈寬中心線為等間隔， 極易用微機實現(xiàn)，并且脈寬系數(shù)可以控制。犖極性控制餃弱一對麓頻殲關，褶對于雙極性控制其有殲關損耗低，電磁干 擾小、冤?。脐P頻率級諧波鐐優(yōu)點。分嗣秀燕弦灞翻渡參考信號與三熱載波鶼峰售?褒理憨饋囂下 Ｍ可在Ｏ～１之間變化，以調節(jié)輸出電壓的幅值，實際上Ｍ總是小予ｌ的。為 （３?４） ６ｉ２可１ 繁ｉ個矩形辣｛串懿越戇穩(wěn)使舞爻 ｉｘ Ｏｍ ｓｉｎｏｉ ｏ；一ｋ２。說明調繁參考痿號 的幅俊從而改變備個脈沖的寬度時，就實現(xiàn)了對逆變電路輸出電壓基波幅值的平 滑調節(jié)。軟磁 材辯是指矯頑力小、容易磁化的磁性材料。和低豹糕余磁感應強度Ｂ。 （３）適中的磁導率決定匝數(shù)的是磁感應強度，而不是磁導翠。其磁感應強度變化如圖３．４ 所示。４雙極性變壓器磁蕊工弗狀態(tài)示意翻 Ｆ毽３．４ｔｈｅ ｓｋｅｔｃｈｍａｐｏｆｔｈｅｓｔａｔｅｏｆａｍｂｉｐｏｌａｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ＇ｓｍａｇｎｅｔｉｃ∞攤ａｔｗｏｒｋ （２）單極性交聰器：輔助電源的單端反激電路屬于單端電路，其變聰器為單極 毪。５攀綴性變囂器磁芯ｌ＝話獲態(tài)承意篷 Ｆｉ９３．５ｔｈｅ ｓｋｅｔｃｈｍａｐｏｆｔｈｅ ｓｔａｔｅｏｆｓｉｎｇｌｅｐｏｌｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ＇ｓｍａｇｎｅｔｉｃｃｏｒｅ ａｔｗｏｒｋ 爹囂套纓全援邀鼴裹頻變藤器設詩，箕麓攆對，宅戇置捧龜蓮、魄滋豢不是 基于纂囂輟控瀚靜太聚戇逆交迫滋研究 歪弦渡，囂熬葵王攆捩囂與王頻交纛器是不～樣熬，沒詩公茂毫毒爨零溺。一鐵心磁路裁磷積；Ａ，一鐵心窗蜀鬣鬏；‰—最大輸密功翠；ｆＩ 一黟關菝率；ＡＢ—鐵，玉在一令王終弱幫內允誨戇王終磁遙爨度；ｄｃ—燮囂器繞組 導體的電流密度；ｋ。 （３．１３） 式中 Ｎ—所計算的繞組匝數(shù)： Ｓ。一次繞組匝數(shù)可以 逶遺二次繞綴垂數(shù)幫整數(shù)魄攘算褥騖。 筠繞組結構設計：通常的繞線架掏有簡易繞法及三明治繞法等。最然可以采用吸收電路加以解決，儇會形成較大的損耗。 減小分布電容的措麓主要有： （１）袋矮靜毫鬢藏酌辦法。瓣藏對于鬣次受載眩瀛譖渡仍其 有較高的輸出阻抗，因此ＬＣ濾波器在一定程度土決定了逆變器豹性熊。 ≤３。因此，濾波電感 即不能選的太小，又不能選的太大，要綜合考慮各方面的因素。這樣綴然在一定程度上簿低７交藤器鐵心剩 用率，但卻大大提高了系統(tǒng)的Ｗ靠性。６ｘ１０４ ～次繞組匝數(shù)可以由二次繞組匝數(shù)和瞰數(shù)比推算得到： Ｎｔ Ｎ＿。 層與層之間用聚酯薄膜絕緣。此模式基予雙斜坡操作．計時器重復地從ＢＯＴＴＯＭ計ＮＭＡＸ， 然螽又蓯ＭＡＸｆ弱逶鏊到ＢＯＴＴＯＭ。鬻巾毋姍戇數(shù)篷髑攘狀圖表示，戳滋臻雙籀緩操作。羔 變薰Ⅳ表泳預分頻因－Ｙ０、８、６４、２５６或１０２４）?！邸?——一 豳３．７ Ｔ／Ｃ１相位修正ＰＷＭ模式的時序圖 Ｆｉｇ ３．７ ｔｈｅ ｓｃｈｅｄｕｌｅ ｇｒａｐｈ ｏｆ ＰＣ ＰＷＭ ｍｏｄｅ ｉｎ Ｔ／Ｃ１ 王撂予褥位修蕞ＰＷＭ模式時，計數(shù)器的數(shù)德一壹累加翔霆定馕０ｘ００ＦＦ， ０ｘ０１ＦＦ、０ｘ０３剛ＧＭｌ３：０＝Ｉ、 ２戴３）、 ＩＣＲｌ（ＷＧＭｌ３：０＝１０）或 第３章蓮交系統(tǒng) ＯＣＲＩＡ（ＷＧＭｌ３：０＝１１），然舔渡交詩數(shù)方肉。 量｝對器數(shù)毽達到Ｂ（ＹＩＴＯＭ對Ｔ／Ｃ溢出標，卷ＴＯＶｌ爨位。 垂－Ｔ＇ＯＣＲＩｘ豹囂凝孵刻魏定辯器，詩數(shù)爨達到鞫Ｐ之辯，越藏涮靜綴垮周期超始 長度取決予麟翡∞瞧。ＯＣＲｌｘ翻ＴＣＮＴｌ嗽較瑟配發(fā)生 Ｉｌ重ＯＣｌｘ寄存器將產(chǎn)生褪痤懿濤零袋黌位猱露，飆瑟產(chǎn)生ｐｗＭ波形。 重捧鼉：ｓＰｉ麩瓤模式辯，羥鞠邏輯薅ｓｃＫ葶｜瓣豹輸入羨號透鏜※攆。也就是說， 在發(fā)送時～定要等到移位過程全部結束后才能對ＳＰｌ數(shù)據(jù)寄存器執(zhí)行寫操作．而在 接收數(shù)據(jù)時，需要在下一個字符移位過程結束之前通過訪ＮｓＰＩ數(shù)據(jù)寄存器讀取當 前接收剮的字符。設置ｃｏＭｌｘｌ：Ｏ魏２可以產(chǎn)生普 通豹ＰＷＭ，設置ＣＯＭＩｘｌ：Ｏ為３Ｗ以產(chǎn)生反向ＰＷＭ。在圈３．７給出的第三個周期中，在玳避行于相位修 正模式時改變∞Ｐ毽導致了不對稱輸出。ＴＣＮＴｌ斜坡上的短拳平線淡示ＯＣＲｌｘ 和ＴＩ孫ｒｒｌ的旺配比較。 器銼＝ＢＯＴＴＯＭ計數(shù)對蒿：ＴＣＮＴｌ冬ＯＣＲＩｘ匹配，ＯＣｌｘ將置位為麓電乎。ＯＣＲ０：ｇｌＴＣＮＴ０ 比較匹配發(fā)生時ＯＣ０寄存器將產(chǎn)生相應的清零或鬣僥操作，從而產(chǎn)生ＰＷＭ波形。在一個定時器時鐘周期熙聯(lián)Ｎ∞的值等于ＭＡＸ。 ３．７控制電路設計 ３．７．１ ＡｖＲ微控制器介紹嘲 ＡＴｍｅｇａｌ６Ｌ具有１６ＫＢ系統(tǒng)內可編程Ｆｌａｓｈ的８位ＡＶＲ微控制器?！保埃担场保埃? ２ ４?ｍｍ‘ 初級采用寬度為４０ｍｍ、厚度為０．３ｒａｍ的銅箔，次級采用雙股直徑為０．８ｒａｍ 的漆包線繞制。 （３）繞組匝數(shù)計算二次繞組匝數(shù)： ２２０，壓ｘ—上 Ｎ，一———蟬＝６１?！? ６．６６ 實際選定匝數(shù)比ｋ＝３４。從逆變器輸出阻抗的角度看，ＬＣ濾波器中的電感應當盡量小，因為 它決定了逆變器低頻時的輸出阻抗。滿足 ｝ 幫。 一簸瑟害，Ｉ＿Ｃ濾波囂靛截止頻率遠遠｛聶予囂關羧搴，透ｌ｝｜：，象辯囂次潢波其有驥 顯的衰減作用，其截至頻率邋常選擇在開關頻率的１／１０～１／５藏右。 （４）原、副邊繞組采用分層交靜繞制。但為了減 小集默效應，蜜瓣《耩更綱戇導線多毅勢繞，｛囂苓壤一寢凝簿線繞鍘。）變壓器設計的其他闖鼷 １）澈極性變壓器的磁路中一定疆有氣隙，以防止飽和。因為電路中電壓的波形都是方波，所以最火伏一秒面積的計算可以簡化為電壓 和脈沖蹙度的乘積。由于匝數(shù)比已知，可以首 先計算一次或二次繞組匝數(shù)中任意一個， 然艏根據(jù)匝數(shù)比推算出另外一個。的選取計算融縋數(shù)魄后，可授據(jù)以下公式選取合適的鐵心： ＡｃＡ。一Ｂ， 增加，降低匝數(shù)，減小銅損。 方虢黼。本系統(tǒng)孛高頻交換電鼴巍全耩和單壤 反激魄路，就其交壓器豹Ｚ俸形式孬言，可分為疆太類： （１）雙極性變壓器：全橋電路為雙端電路，蒹變壓器屬于雙極性。匝數(shù)多，銹擐太；匝數(shù)少，磁損大。鑲鋅類茲飽和磁邋密度一般失０．ＳＴ友農(nóng)，秘鼴磁導率 為１０００～３０００，主要羽予麓俸頻率１ＭＨｚ璇下的電磁器徉，兩鑲鎊類電阻率贏， 其飽和磁通密度一般為０．３～０．４Ｔ，主要用于工作頻率１ＭＨｚ以上的電磁器件。相應靜高頻磁囂侔設計毽秘益重要。頊熬寬８。受Ｈ根弼矩形脈沖的面 積與該區(qū)段正弦曲線下面積相等的原則，可ｊ璉似寫為 ６＾２素ｕ。墜 Ｕ蜘 （３．１） 式孛Ｕ。雙輟瞧控麓 是對角的一對開關為同步殲關，橋臂上下管之閱除死區(qū)時間外為甄補開關，控制 相對簡齲，但是這種控制方式的開關損耗高，存在很大的開關諧波，電磁干擾大， 在殲哭頻率相同時，雙極性控制的ＳＰＷＭ產(chǎn)生的正弦波中的諧波盤嫩比單極性控 制ＳＰＷＭ產(chǎn)生豹正弦渡孛的｛驀波含量大。京鼗毫子 蘞零遨瀵黢矮麓今天，兔激瓤海纂蘧熬數(shù)字控測方法爨菱藪入嬲耩袋縭，鬟遺了 多種ＳＰＷＭ波形的軟件生成方法，例如自然※樣法（Ｎａｔｕｒａｌ ｓａｍｐｔｉｎｇ）、規(guī)則采樣 基≯攀片撬控翻弱太陽糍道變電源研究 法（Ｒｅｇｕｌａｒ ｓａｍｐｌｉｎｇ）、指定諧波消除法（Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ）等。功率ＭＯＳＦＥＴ管Ｇｉ、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４構成全橋逆交， 掰子狡鏹每個殲關弼頹傳遞到變壓器翮邊的壹流毿量。出于太陽熊電池援豹價格偏離，為了最大限度地利 用太陽纜電池投，攝離系統(tǒng)效率，必須設法提高逆變電源的效率。抉邃 充電筲玨達到蓄電泡麴％～９０％弱額定容羹。 Ｂｏｏｓｔ電路霹將太輟斃魄滾輸出毫垂進紛拜褰交換，茨效率較高，魄路結構積 控制也較為簡葷。不變。 Ｒ兩端輸出電壓Ｕ。 ２．３直流充電器設計 ２．３．１主電路原理 Ｌ Ｄ 太 陽 能 電 池 板 蓄 電 池 圖２．３充電電路原理圖 Ｆｉｇ ２．３ ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈａｒｇｅｒ ９ 第２章太ＲＩ能電池板直流充電系統(tǒng) 圖２．３所示，利用電阻分壓得到太陽能電池板輸出電壓檢測信號ｕ。鎊酸蓄電池盼究嘏電流與端電壓隧寵呶時聞變化靜 夔線鱺下翟２。５－－－－０．６５Ａ。 （２）放嫩率襲零放電至中止的電流大小竣時黼快慢。她外，姆若于個太嗣黥魄漉叛掇擺負載容熬大小要求， 再串、并聯(lián)組成較大功率的實際供電裝鬻稱之為太陽能陣列。 （５）最大功率點功率匕：在給定溫度照度下所能輸出的最大功率即最大輸出工 作電壓‰最大輸出工作電流Ｉ。圖中虛線表示太陽能電池的Ｐ－Ｕ曲線，有助 于精確計算最大功率點。５等’等；而強光線條件下，因Ｉｐｈ 遠大于Ｉ。實際太陽能電池總是希望輸出電流大、輸出電壓高。 “）輔助電源設計、保護電路設計及系統(tǒng)抗于擾技術。功率場效應鑫缽繁（ＭＯＳＦＥＴ），絕緣爨雙撅縫鑫薅管（１ＧＢＴ）蠢場控螽 闡管漢成為現(xiàn)代高頻電力電子技術的主要開關器件。 １．４電力電子技術現(xiàn)狀及發(fā)展“”８】 自零毽紀聶中年裁寒第一必曩闋管翊繳叛寒，毫力激子接拳殲戇袋上瑗我電 氣傳動技術舞臺。在中、大容量的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，逆變 電源的輸出應為失真度較小的難弦波。工頻變換逆燮電源是利饜 給燕器徉輔集殘塊產(chǎn)徽５０戮交流售號，然愛剩穗忑頻舞壓囂產(chǎn)生２２０Ｖ交流電。各方面的鞭測襲嬲，２ｌ世紀中 戇太辯筑游藏為孛鏊縫添簧臻供應豹一交熏力軍。辮今畿賽各翟蘢箕楚發(fā)達戮 蒙對予太陽熊斃茯發(fā)電技術十分篷褫，贊對蒸稍定矮麓，增鴦玨授入，大秀發(fā)震。世界各圈都紛紛提出能源效率革命和清潔能 澈葷鑫，孛冒熬能源開發(fā)裂臻對薹ｌ：境造成鶼污染裴豢∥熏，弱此節(jié)約斃源、發(fā)展 清潔予凈的新熊源秘再生能源是勢在必行的。 本聲明的法律責任由本人承擔。結合樣機試驗，得到輸出電壓正 弦度商、穩(wěn)定性好，負載突變時系統(tǒng)動態(tài)響應速度得到火大提高，符會了設計目 豹。 本系統(tǒng)包括太陽能電池直流充電系統(tǒng)和逆變系統(tǒng)兩大部分。微笑著去面對吧，你會感到人生是那樣溫馨。 在逆變器設計部分，本文總結了通常采用的電路拓撲并比較了各自優(yōu)缺點， 采掰了“全蘩遂交＋嵩頹秀垂＋｝￡濾渡”豹設詩策略，蜜魏邀路麓萃、藏本毿、 易于控制。 ｏｆ ＡＶＲ ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ ｎａｍｅｄ ＡＴｍｅｇａｌ６Ｌｔｏ ｕｓｅｓ ｄｏｕｂｌｅ ｃｏｒｅ