高壓鈉燈PSPICE建模及其節(jié)能控制方法的研究和實(shí)現(xiàn)

【摘要】： 高壓鈉燈作為第三代光源,具有光效高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),廣泛用于道路、橋梁等照明領(lǐng)域。在電力能源日趨緊張的當(dāng)今社會(huì),無(wú)論從社會(huì)效益還是經(jīng)濟(jì)效益方面看,對(duì)高壓鈉燈及相關(guān)節(jié)能裝置的研發(fā)都是一項(xiàng)非常緊迫的任務(wù)。近年來(lái),隨著綠色照明工程的實(shí)施和發(fā)展,我國(guó)高效照明產(chǎn)品市場(chǎng)需求量日益擴(kuò)大,照明節(jié)能成效顯著。 本文從課題產(chǎn)生的背景意義出發(fā),對(duì)氣體放電燈的原理展開(kāi)研究,并著重討論了高壓氣體放電光源的發(fā)光機(jī)理以及電學(xué)特性,進(jìn)而選擇其中最具代表性的高壓鈉燈深入分析,得出高壓鈉燈的一種通用模型—燈電極模型,并借助PSPICE仿真軟件進(jìn)行建模仿真,為高壓鈉燈節(jié)能控制方法的研究和實(shí)現(xiàn)提供了必要的理論依據(jù)。 本文提出了高壓鈉燈調(diào)壓的節(jié)能控制方法,并通過(guò)對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外常用的照明節(jié)能控制器調(diào)壓方法的分析、比較,提出了交流斬波控制法調(diào)壓的方案。在論證了交流斬波控制法調(diào)壓的可行性之后,本文進(jìn)一步闡述了整個(gè)節(jié)能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及硬件的設(shè)計(jì),包括斬波主電路、IGBT驅(qū)動(dòng)電路以及電壓電流檢測(cè)電路等。實(shí)驗(yàn)表明,本文提出的高壓鈉燈節(jié)能控制方法輸出波形穩(wěn)定,節(jié)能效果明顯,且對(duì)公網(wǎng)諧波污染非常小。 【關(guān)鍵詞】：高壓鈉燈 PSPICE 節(jié)能 交流斬波
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TM923.324
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 研究背景及“綠色照明”理念10-11
• 1.2 電光源的分類及發(fā)展11-14
• 1.2.1 熱輻射光源11-12
• 1.2.2 氣體放電光源12-13
• 1.2.3 半導(dǎo)體發(fā)光二極管13-14
• 1.3 本課題研究的主要內(nèi)容14-15
• 第二章 氣體放電燈的基本原理15-29
• 2.1 原子結(jié)構(gòu)與氣體放電15-16
• 2.2 氣體放電空間帶電粒子的行為16-24
• 2.2.1 電子發(fā)射和電極16-19
• 2.2.2 碰撞、激發(fā)與電離19-21
• 2.2.3 帶電粒子在氣體中的運(yùn)動(dòng)21-23
• 2.2.4 帶電粒子的消失23-24
• 2.3 氣體放電燈的電特性24-29
• 2.3.1 氣體放電燈的伏安特性24-25
• 2.3.2 輝光放電25-27
• 2.3.3 弧光放電27-29
• 第三章 高壓鈉燈PSPICE建模29-45
• 3.1 高壓氣體放電燈的幾種常見(jiàn)物理模型29-36
• 3.1.1 高壓氣體放電燈的低頻、高頻下不同的電學(xué)特征29-31
• 3.1.2 Francis 等效電導(dǎo)模型31-32
• 3.1.3 多參數(shù)模型32-33
• 3.1.4 燈電極模型33-36
• 3.2 高壓鈉燈的PSPICE 燈電極模型36-42
• 3.2.1 PSPICE 簡(jiǎn)介36-38
• 3.2.2 高壓鈉燈PSPICE 建模38-42
• 3.3 高壓鈉燈的PSPICE 燈電極模型仿真與驗(yàn)證42-45
• 第四章 高壓鈉燈節(jié)能控制方法的主電路原理與設(shè)計(jì)45-66
• 4.1 照明節(jié)能的主要方法45-46
• 4.2 高壓鈉燈照明節(jié)能裝置的節(jié)能策略46-48
• 4.3 常用照明節(jié)能設(shè)備調(diào)壓方法及性能比較48-53
• 4.4 交流斬波控制法調(diào)壓53-58
• 4.4.1 交流斬波控制方式的數(shù)學(xué)原理53-54
• 4.4.2 幾種交流斬波控制電路拓?fù)涞谋容^54-56
• 4.4.3 單管反串聯(lián)雙向電子開(kāi)關(guān)的兩種拓?fù)?/span>56-58
• 4.5 高壓鈉燈節(jié)能控制方法主電路控制方案58-60
• 4.6 輸出濾波電路的設(shè)計(jì)60-63
• 4.7 IGBT 緩沖電路及其參數(shù)設(shè)計(jì)63-66
• 第五章 高壓鈉燈節(jié)能控制系統(tǒng)及硬件實(shí)現(xiàn)66-79
• 5.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)66-67
• 5.2 驅(qū)動(dòng)信號(hào)硬件互鎖保護(hù)電路67-68
• 5.3 IGBT 驅(qū)動(dòng)電路68-73
• 5.3.1 IGBT 對(duì)柵極驅(qū)動(dòng)電路的要求68-70
• 5.3.2 IGBT 柵極驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)滿足的條件70-71
• 5.3.3 柵極串聯(lián)電阻及柵極驅(qū)動(dòng)波形的上升、下降速率71
• 5.3.4 IGBT 柵極驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)71-73
• 5.4 電壓電流采樣電路73-76
• 5.4.1 負(fù)載電壓相位檢測(cè)電路73-74
• 5.4.2 負(fù)載電壓幅值檢測(cè)及調(diào)理電路74-75
• 5.4.3 負(fù)載電流幅值檢測(cè)及調(diào)理電路75-76
• 5.5 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果76-79
• 5.5.1 IGBT 柵極驅(qū)動(dòng)波形76-77
• 5.5.2 斬波輸出電壓波形77-79
• 第六章 總結(jié)和展望79-81
• 參考文獻(xiàn)81-83
• 致謝83-84
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄84

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