飛輪儲能系統(tǒng)電氣控制部分研究.pdf

1、飛輪儲能是一種優(yōu)越的新型儲能技術(shù),具有使用壽命長、轉(zhuǎn)換效率高、適應性強以及無污染等優(yōu)點。目前,飛輪儲能技術(shù)己經(jīng)在 UPS、電力系統(tǒng)、混合動力機車等領(lǐng)域獲得了成功的應用,有著廣泛的應用前景。
　　本文的主要任務是對飛輪儲能系統(tǒng)電氣控制部分——電力變換器設(shè)計進行研究,它需要被設(shè)計為一個雙向功率變換裝置。本文采取先基本功能實現(xiàn)、后多功能集成的研究方法,通過對飛輪儲能系統(tǒng)用電動/發(fā)電機的分析,以及飛輪系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)、工作模式和控制方式的分

2、析,再以TI公司推出TMS320LF2407A DSP芯片為控制核心的總體解決方案,重點進行了充電控制系統(tǒng)和放電控制系統(tǒng)的設(shè)計研究,然后詳細地分析了電力變換器的工作過程和集成設(shè)計。
　　在飛輪系統(tǒng)主電路方案中,本文以三相全橋MOSFET逆變電路作為實時控制主電路,采用120°導通方式結(jié)合半橋PWM調(diào)制的控制方案,從而極大地提高了系統(tǒng)的工作效率,且有效地避免了上下橋臂的直通短路。針對飛輪對無刷直流電機的高速度、高性能要求,采用基于電

3、流環(huán)和高精度鎖相環(huán)的雙?？刂葡到y(tǒng),實現(xiàn)電機的轉(zhuǎn)矩運行和轉(zhuǎn)速的高精度運行。在DSP控制系統(tǒng)設(shè)計方案中,TMS320LF2407A DSP芯片為控制核心,外圍配置簡單,基本達到了設(shè)計目標。在Matlab/Simulink仿真部分,結(jié)合實際電機的參數(shù)進行仿真,最后通過飛輪樣機實驗,驗證了仿真結(jié)果的正確性與可行性。
　　從整體上看,本文設(shè)計的主回路技術(shù)可行,滿足了電力變換器的設(shè)計要求。整個系統(tǒng)具有硬件電路緊湊、效率高、功耗低、可靠性高、便