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研究生:簡志成
研究生(外文):Zhi-Cheng Jian
論文名稱:應用乘法器功率因數修正控制於切換式磁阻馬達驅動系統
論文名稱(外文):Development of Multiplier Power Factor Correction Control for Switched-Reluctance Motor Drive
指導教授:林惠民林惠民引用關係
指導教授(外文):Whei-Min Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立中山大學
系所名稱:電機工程學系研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:89
中文關鍵詞:降壓式轉換器切換式磁阻馬達功率因數修正
外文關鍵詞:Buck converterPower factor correctionSwitching Reluctance Motor
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本論文以切換式磁阻馬達之驅動系統為切換式電源供應器進行研究與設計。切換式電源供應器為現在最廣泛的供電系統,它的優點具有效率高,體積小等。但傳統之切換式電源供應器會降低使用率與影響電力品質,並產生電力污染與浪費,常見的例如:功率因數下降,電源的諧波失真等。為了提高功率因數,本論文採用傳統乘法器法之功率因數修正電路來改善功\因,並利用狀態空間平均法來推導分析降壓式轉換器,以設計出可驅動切換式磁阻馬達之驅動電路;另外本論文所採用的控制法為平均電流控制法,利用電感電流去追隨正弦訊號,以達到功率因數修正之目的。
本論文的設計流程為:一開始根據降壓式轉換器的切換原理,設計出適合驅動切換式磁阻馬達之電源供應器,以改善電力污染問題,並應用狀態空間平均法推導出降壓式轉換器之數學模型,劃出降壓式轉換器方塊圖,根據方塊圖設計出降壓式轉換器,接著搭配PsPICE軟體模擬出可驅動切換式磁阻馬達之切換式電源供應器,並設計輸出定電壓控制,補償電流控制與控制迴路。
In this thesis, the design of a Switching Power Supply for switched-reluctance motor drive system power factor correction is presented. Switching power technology for the power supply is now
widely used, which has the main advantages of high efficiency and small size. However, the traditional type of Switching Power Supply will reduce the impact on electricity usage and quality, and produce
electricity pollution and waste, for example low power factor, and high harmonic distortion. In order to improve the power factor, this paper used the traditional method of multiplier power factor
correction circuit, and the use of state-space averaging method to analysis Buck Derived Converters to implement the Switching  
Reluctance Motor Drive circuit design; In addition, this thesis used the Average Current Control method to cause the inductor current to follow a sinusoidal signal, achieving the purpose of power factor
correction.The design of Buck Converters is based on switching theory. With this method, the electricity pollution problems introduced by switching reluctance motor drives is solved by the Averagingmethod derived form the converters. The mathematical Buck
Converter model is brought into a block diagram, based on the design of Buck Converters, and then simulated with PsPICE software. Finally the design of the output voltage control, compensation and current control loop is performed.
目錄

摘要 .Ⅰ
Abstract II
目錄 .IV
圖目錄 VII
表目錄 .....X

第一章 緒論 .1
1.1 研究動機 .1
1.2 研究方法 .2
1.3 論文架構 .4

第二章 切換式磁阻馬達之模型與控制原理 .5
2.1 切換式磁阻馬達之結構 .5
2.2 切換式磁阻馬達之動作原理 .11
2.3 切換式磁阻馬達之數學模式推導 .13
2.3.1 電壓方程式 .13
2.3.2 轉矩方程式 .15
2.3.3 機械方程式 .19
2.4 切換式磁阻馬達之控制原理 .20

第三章 功率因數修正原理 .22
3.1 何謂功率因數 .22
3.2 功率因數修正電路 .24
3.2.1 被動式功率因數修正電路 .25
3.2.2 主動式功率因數修正電路 .27
3.3 連續導通模式功率因數修正法 .30
3.3.1 峰值電流控制法 .31
3.3.2 磁滯電流控制法 .31
3.3.3平均電流控制法.. …………………………………….32

第四章 降壓式轉換器之乘法器功因修正電路設計 .34
4.1 降壓式轉換器動作原理與穩態分析 .34
4.2 降壓式轉換器連續(CCM)與不連續(DCM)之邊界條件 .37
4.3 降壓式轉換器模型建立與方塊化 .39
4.3.1 降壓式轉換器之狀態方程式建立 .39
4.3.2 降壓式轉換器之模型建立 .41
4.4 乘法器功率因數修正電路之模型建立 .43
4.4.1 電流控制內迴路分析與設計 .45
4.4.2 電壓控制外迴路分析與設計 .48

第五章 硬體模擬與實測結果 ...50
5.1 硬體建立 ...50
5.2 應用PsPICE軟體模擬所設計之功率因數修正電路 .53
5.2.1 輸入電壓對功因改善之影響 .54
5.2.2 負載對功因改善之影響 .60
5.3 實測數據 ...65
5.3.1 電阻性負載之功因改善 ...65
5.3.2 切換式磁阻馬達負載之功因改善 ...66 5.4 結果比較…………………68

第六章 結論與未來展望 ...71
6.1結論 .. 71
6.2未來展望 .. 72

參考文獻 ...74
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