在電力系統容量日益擴大和電網電壓運行等級不斷提高的潮流下,傳統電磁式互感器在運行中暴露出越來越多的弊端,難以滿足電力系統向自動化、標準化和數字化的發展需求,電子式互感器取代傳統電磁式互感器已經成為一種必然的趨勢,并成為人們研究的熱點。本文圍繞電子式電流互感器高壓側數據采集系統進行了研究與設計。 Rogowski線圈是電流傳感元件,本文總紿了Rogowski線圈的基本原理,其中包括線圈的等效電路和相量圖,線圈的電磁參數計算。在理論研究的基礎上,結合實際設計一款高精度PCBRogowski線圈。電容分壓器是電壓傳感元件,文章中介紹了傳感器的原理、傳感器的模型結構,針對其自身結構缺陷和工作環境的電磁干擾,提出具有針對性的電磁兼容設計方法。 積分器的性能一直是影響Rogowski線圈電流傳感器的精度和穩定性的重要因素之一。模擬積分器具有結構簡單、響應速度快、輸入動態范圍大等優點;數字積分器具有性能穩定,精度高等優點。后者的優勢使其成為近年來Rogowski線圈電流互感器實用化研究的一個熱點問題。本文設計了一套數字積分器設計的方法,其中包括了積分算法的選擇,積分輸入采樣率和分辨率的確定,數字積分器的通用結構,積分初值的選擇方法等。 為了保證系統的運行穩定,文章中的系統只采用激光供電模式,降低數據采集系統的功耗就成了系統設計的一個重要環節。文章中介紹了一些實用的低功耗處理方法,分析了激光器的特性,光電池的特性和光電轉換器件的特性,并根據這些器件的特性,改進了數據發送激光器的驅動電路,大幅度降低了系統的功耗,保證了系統在較低供電功率條件下的正常運行。 論文最后對全文工作進行總結,提出進一步需要解決的問題。
上傳時間: 2013-07-10
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漏電是井下供電系統的主要故障形式,約占其總故障的70%左右,它不但導致人身觸電事故,還會形成單相接地,進而發展成為相間短路,由此引發的電弧會造成瓦斯和煤塵爆炸。漏電保護器主要用來防止漏電火災造成的經濟損失和人身傷亡,因此得到廣泛應用。 選擇性漏電保護是指當電網發生漏電故障時,能夠有選擇地發出故障信號或切斷故障支路電源,而非故障部分繼續工作。從而減小故障停電范圍,便于尋找漏電故障,縮短漏電停電時間,提高了供電的可靠性。 目前的礦井電網的選擇性漏電保護系統主要采用零序電流大小及零序電流方向保護原理,這種原理在某一線路遠遠長于其他線路(即其分布電容與系統總的分布電容相差不大時)的情況下較難滿足選擇性的要求,保護裝置可能發生拒動現象,不能很好的完成保護的目的。 本文在對井下電網漏電故障理論分析和仿真驗證的基礎上,提出了以dsPIC30F4012為核心,基于附加直流電源檢測和零序功率方向的選擇性漏電保護方案,介紹了基于這種選擇性漏電保護方案的電網選擇性漏電保護裝置。該裝置在總饋電開關處的漏電保護裝置使用附加直流電源原理,在分支饋電開關處的漏電保護裝置使用零序功率方向式保護原理,并且采用速度更快的PROFIBUS協議現場總線及光纖傳輸技術,使該選擇性漏電保護裝置的動作性能和抗干擾能力得到很大提升。
上傳時間: 2013-06-13
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近年來,光伏發電技術取得了長足的進步,太陽能已經成為當今能源的一個重要補充。光伏并網發電是太陽能大規模利用的必然趨勢。本文以光伏并網發電系統的核心設備并網逆變器為研究對象,首先給出了單相光伏并網逆變器的詳細的硬件設計過程,然后對光伏陣列的最大功能點跟蹤、逆變器的特性及控制方法、并網系統的人機交互子系統等進行了深入的研究。 并網逆變器的硬件設計是整個系統的基礎和難點之一。本文設計了1套額定功率為3KW的兩級式光伏并網逆變器,采用F2812DSP作為系統的控制核心。文章對整個硬件的設計過程和電路原理進行了詳細分析。 為提高系統效率,光伏陣列都要求工作在最大功率點處。本文在分析了各種MPPT方法的優缺點的基礎上,提出了基于移相全橋電路的電導增量法,給出了整個算法在DSP中的實現過程。 并網逆變器輸出級的跟蹤控制技術是系統設計的關鍵點之一。本文詳細分析了逆變器輸出級的電路工作模式和數學模型,深入分析了T型輸出濾波器的原理及電網電壓對輸出電流的影響,提出了基于前饋補償的數字PI控制,并給出了其在DSP中的實現過程。 為完成對并網系統的監控和設置,設計了人機交互子系統,該系統是一個小型嵌入式系統,用MODBUS協議實現了子系統和控制系統的通信。本文詳細分析了整個子系統的軟硬件設計過程。 最后,對整個系統進行了實驗驗證,結果表明了系統方案的可行性,系統實現了穩定可靠運行。
上傳時間: 2013-05-26
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電容式觸摸傳感器設計技巧:針對電容式觸摸技術的一些知識原理說明與技術設計討論.
上傳時間: 2013-07-16
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本文介紹了埋弧焊的特點、發展過程、國內外的研究現狀;分析了軟開關逆變式主回路的優點、模擬電路控制系統和數字化控制系統的優缺點,指出數字化控制是逆變埋弧焊機控制的發展方向;對埋弧焊接工作原理和埋弧焊機控制系統進行分析,介紹了交流方波埋弧焊的優點;論述了變動送絲電弧控制系統的原理及影響因素,并且分析了變動送絲情況下焊接電弧的穩定性,為逆變式交流方波埋弧焊系統的設計提供了理論依據。 在分析傳統交流方波埋弧焊主回路的基礎上設計了主回路結構,對主回路中一次、二次逆變回路的軟開關工作方式進行分析并做了簡單仿真。IGBT是逆變電源的核心部件,文中論述了IGBT功率器件的選型和各種保護措施以保證系統的可靠工作。焊機工作發熱量很大,本文介紹了整機和關鍵器件的熱設計。 數字化控制方式是逆變埋弧焊機控制的發展方向,本文采用“MCU+DSP”的控制結構,對埋弧焊的整個焊接過程進行精確控制。文中詳細介紹了主控制板的設計思路和電源、電流與電壓反饋、控制芯片最小系統、通信與保護工作電路。焊機的工作中,各種干擾不可避免,對各種可能干擾分析的基礎上在硬件電路設計和PCB板的制作中采取了相應的抗干擾措施。軟件設計是焊接穩定進行的關鍵因素,文中介紹了控制系統中關鍵步驟的軟件設計思路和流程并在軟件的實現中采用抗干擾措施。 最后,對采用本控制系統的埋弧焊機進行初步實驗,結果表明本文所設計的埋弧焊機控制系統能夠滿足逆變埋弧自動焊的要求,具有電路簡單,控制精度高,抗干擾能力強、操作方便、工作穩定可靠等優點,提高了焊機的綜合性能及自動化程度。 本課題所設計的逆變式交流方波埋弧焊電源具有良好的輸出特性和控制性能,可滿足埋弧自動焊和手工焊的要求。采用交流方波的焊接波形、對焊接整個過程進行實時軟件控制,電弧穩定,焊接效果好。 關鍵詞:埋弧焊;交流方波;逆變;軟開關
上傳時間: 2013-06-08
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風光互補發電系統作為新能源技術應用的重要組成部分越來越受到人們的青睞,所以將此作為新能源研究的切入點,進行一些有益的嘗試和探索。 本文從太陽能電池的光生伏打效應入手,推導出太陽能電池的U-I曲線,并以此作為最大功率跟蹤(MPPT)技術的理論基礎。針對小風機的發電技術也存在的MPPT技術,文章進行了統一性研究,給出了新的控制策略--變步長擾動觀察控制。為了提高系統的充放電效率,文章還對三段式充放電、均衡充電、溫度補償等蓄電池充電理論進行了闡述。 根據上述理論,結合工程實際,設計了風光互補控制器的電路。利用電壓霍爾和電流霍爾實現了風機電壓、太陽能電池電壓、蓄電池電壓和充電電流的實時采樣,利用TMS320F2812DSP的EVA與AD模塊軟件實現對蓄電池欠壓、過壓、運行等模式的智能充放電管理。針對風力發電機的輸出電壓波動大的問題,系統提供了硬件和軟件的風機過速智能保護系統。本系統采用MPPT的控制策略提高了整個系統的效率,設計提供了一套LCD顯示界面和一組LED指示燈增強系統管理的友好性。為了解決風光互補控制器芯片的供電問題,設計了一套以UC3843PWM芯片為核心的反激式輔助電源。該電源用硬件實現了電流內環、電壓外環的雙環控制策略,提高了系統供電的可靠性和穩定性。 研制出了一臺風光互補控制器樣機,進行了有關實驗、檢測與調試。實驗波形和數據都顯示該系統運行穩定可靠,達到了設計要求。該方案可為風光互補控制器的工程設計提供一定的參考。
上傳時間: 2013-04-24
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串聯電池組廣泛應用于手攜式工具、筆記本電腦、通訊電臺、便攜式電子設備、航天衛星、電動自行車、電動汽車及儲能裝置中。本文就電動汽車的串聯電池組加以研究。 隨著社會的發展以及能源、環保等問題的日益突出,電動汽車以其零排放,噪聲低等優點越來越受到世界各國的重視,被稱作綠色環保車。作為發展電動車的關鍵技術之一的電池管理系統(BMS),是電動車產業化的關鍵。電動汽車的快速發展,它的能量源-動力電池組,成了電動汽車發展的瓶頸。電池技術和電池能量管理系統(BMS)的研究成為解決這一問題的關鍵,越來越受到人們的關注。 電動汽車電池組相關技術中的電池管理系統是目前國內外研究的熱點。本文描述了電動公交用鋰電池配套的電池管理系統的設計與實現。 該電池管理系統在拓撲結構上采用集散式的檢測方法,即每箱電池都配備檢模塊,將各模塊所檢測的相關電池數據通過內部總線傳送給主控模塊,再由主模塊對整體數據進行分析和存儲,并由CAN總線發送給電動公交各車載裝置。 本論文首先比較了現有的幾種電動汽車常用的電壓測量方法,然后提出了電池管理系統中的串聯電池組電壓測量方法的整體設計方案。即采集各個電池單體的基本信息到BMS控制芯片(單片機MC9S12D64)中進行處理計算,從而得出電池工作狀態等信息。 介紹了CAN總線與電動汽車中心控制器進行通信,實現整車的控制。在硬件設計中詳細介紹了小系統的設計,電壓采集系統的設計,CAN通信接口電路的設計,以及抗干擾等方面的電路設計。并介紹了一些重要器件的選擇與參數確定。軟件實現方面,著重講述了檢測板電壓檢測的的功能模塊,最后對電池管理系統的進一步發展給出了一些展望。 目前,本課題的研究在理論和實踐中都取得了很大的進展,在經過大量的軟硬件調試與改進的基礎上,該方法已經實現了良好、可靠的運行,取得了很好的效果,為下一階段的準備打下了很好的基礎。
上傳時間: 2013-06-01
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船舶自動操舵儀又稱自動舵,用來保持船舶在給定航向或航跡上航行,是船舶操縱的關鍵設備。船舶自動舵尚沒有專用的故障診斷系統,當前的維修方法不能滿足快速保障和應急保障的需要。本文結合某型自動舵微機通道故障診斷科研項目,重點論述某型自動舵數字控制系統的故障診斷設計與實現,研究了基于模糊推理的船舶自動舵故障診斷專家系統和基于支持向量機的船舶自動舵模擬電路故障診斷方法。 對某型自動舵充分調研,在了解系統軟、硬件的總體技術要求和指標的基礎上,建立檢測對象的數學模型和物理模型。確定故障檢測的對象特點,為系統故障仿真、參數辨識做好準備,并為后續的故障檢測、診斷方法研究提供了參考。 結合某型自動舵數字控制系統實際情況,確定其故障診斷系統采用分層遞階結構。系統底層為基于嵌入式微處理器的信號檢測單元,負責獲取微機通道的總線控制權以及信號預處理;系統中間層為通訊子系統,負責對底層多個檢測單元信息集中傳送;系統頂層為故障診斷和顯示子系統,負責對微機通道的信息進行綜合評價,得出最終診斷結論。 船舶自動舵系統結構繁雜,很多故障很難用精確的公式將它表示出來,提出了基于模糊推理的船舶自動舵故障診斷專家系統,提高了自動舵故障診斷準確性。該系統將模糊數學、模糊診斷原理及專家經驗相結合,采用模糊產生式知識表示法,確定模糊關系矩陣及語義距離,設計相關硬件平臺,實現了船舶自動舵故障診斷模糊專家系統的各個功能模塊。 為解決船舶自動舵模擬電路故障診斷復雜多樣難于辨識的問題,提出了基于支持向量機的故障診斷方法。該方法通過電路仿真分析,給出了各故障模式下電壓頻率響應,提取具有代表性的故障特征,建立了以支持向量機為基礎的模擬電路故障診斷模型。實驗結果證明,該方法可有效診斷模擬電路中的元件故障,且對于元件容差引起的故障診斷模型的不確定性具有較強的魯棒性,滿足非線性電路的故障診斷要求。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著電力電子技術的發展,交流電源系統的電能質量問題受到越來越多的關注。傳統的整流環節廣泛采用二極管不控整流和晶閘管相控整流電路,向電網注入了大量的諧波及無功,造成了嚴重的污染。提高電網側功率因數以及降低輸入電流諧波成為一個研究熱點。功率因數校正技術是減小用電設備對電網造成的諧波污染,提高功率因數的一項有力措施。本文所做的主要工作包括以下幾部分: 1.分析了單位功率因數三相橋式整流的工作原理,這種整流拓撲從工作原理上可以分成兩部分:功率因數補償網絡和常規整流網絡。在此基礎上,為整流電路建立了精確的數學模型。 2.這種單位功率因數三相橋式整流的輸入電感是在額定負載下計算出的,當負載發生變化時,其功率因數會降低。針對這種情況,提出了一種新的控制方法。常規整流網絡向電網注入的諧波可以由功率因數補償網絡進行補償,所以輸入功率因數相應提高。負載消耗的有功由電網提供,補償網絡既不消耗有功也不提供任何有功。根據功率平衡理論,可以確定參考補償電流。雙向開關的導通和關斷由滯環電流控制確定。在這一方法的控制下,雙向開關工作在高頻下,因此輸入電感值相應降低。仿真和實驗結果都表明:新的控制方法下,負載變化時,輸入電流仍接近于正弦,功率因數接近1。 3.根據IEEE-519標準對諧波電流畸變率的要求,為單位功率因數三相橋式整流提出了另一種控制方法。該方法綜合考慮單次諧波電流畸變率、總諧波畸變率、功率因數、有功消耗等性能指標,并進行優化,推導出最優電流補償增益和相移。將三相負載電流通過具有最優電流補償增益和相移的電流補償濾波器,得到補償后期望的電網電流,驅動雙向開關導通和關斷。仿真和實驗都收到了滿意的效果,使這一整流橋可以工作在較寬的負載范圍內。 4.單位功率因數三相橋式整流中直流側電容電壓隨負載的波動而波動,為提高其動、靜態性能,將簡單自適應控制應用到了直流側電容電壓的控制中,并提出利用改進的二次型性能指標修改自適應參數的方法,可以在實現對參考模型跟蹤的同時又不使控制增量過大,與常規的PI型簡單自適應控制相比在適應律的計算中引入了控制量的增量和狀態誤差在k及k+1時刻的采樣值。利用該方法為直流側電壓設計了控制器,并進行了仿真與實驗研究,結果表明與PI型適應律相比,新的控制器能提高系統的動態響應性能,負載變化時系統的魯棒性更強。
上傳時間: 2013-06-15
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用一片CPLD實現數字鎖相環,用VHDL或V語言
上傳時間: 2013-05-27
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