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《上海电机学院》 2019年
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一种大功率电机维修电源的研究

胡立凯  
【摘要】:核电机组长时间运行后,大电机的末端发生磨损,发电机的定子端部绕组有较严重的磨黄粉现象,随着运行时间的增长,磨损程度会越来越严重。需要经过黄粉处理维修工作,如线圈整形与更换等。大型电动机线棒通流加热设备可以通过加热线棒使其软化,从而替代目前的人工处理方法,在不损伤绝缘的情况下把线棒从电机槽中取出。大型电动机线棒通流加热设备本质上是一种低压大电流电源,一般要求电源的输出电压较低而电流很大,并且电源功率要求也比较高。本文设计了一个输出为100V/100A的10KW三相交错式数字电源系统。首先从整体结构上介绍了电机维修电源,并对交错式Buck拓扑的工作原理进行分析。接着研究了电源的控制方法。首先对电源的特点进行分析,采用了三相交错并联Buck电路作为主拓扑,并对电源特性进行分析,通过仿真结果表明,该方法能够降低电源的输出电流纹波,有效提高动态性能。接着介绍了电源的控制算法,通过对比选择了PI控制算法。为了解决三相交错式数字电源的均流问题,设计了一种最大电流自动均流方法。最终实验结果表明该控制方法能够使负载不平衡度达到小于4%的均流效果。为了保证采集信号的准确性,本文设计了一种基于改进的猫群算法的数字滤波方法,并与粒子群等其他算法比较,证明该方法具有收敛速度快等特点。电源硬件部分选择TMS320F28335作为控制器,设计了相关的DC-DC主电路和数字电路。软件设计主要包含了三相PWM算法、AD采样程序、数字PI算法、CAN总线通讯程序及均流程序。最后设计了三相交错并联buck的试验样机,并对各模块进行了测试,实验结果表明,本文设计的大功率电机维修电源可以满足预期的技术指标。
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