直接轉矩控制技術在電力機車牽引、汽車工業以及家用電器等工業控制領域得到了廣泛的應用。在運動控制系統中,直接轉矩控制作為一種新型的交流調速技術,其控制思想新穎、控制結構簡單、控制手段直接、轉矩響應迅速,正在運動控制領域中發揮著巨大的作用。雖然直接轉矩控制的優勢是矢量控制所不能實現的,但是直接轉矩控制依然存在一系列不能忽視的問題。直接轉矩控制采用兩點式轉矩和磁鏈滯環控制器,使轉矩和磁鏈被控制在給定值的一定范圍以內,這種控制方法不可避免地帶來電機輸出轉矩脈動過大和逆變器開關頻率不恒定等問題。直接轉矩控制采用定子磁鏈定向,只用便于測量的定子電阻來估計定子磁鏈,這樣在低速運行時會帶來磁鏈估計的誤差。雖然在全速范圍內估計定子磁鏈運用低速時采用的電流-轉速模型和高速時采用的電壓-電流模型的合成模型,即電壓-轉速模型,然而兩種模型的平滑切換又是一個新的問題。直接轉矩控制在基頻以下調速的理論和應用已經實現,在基頻以上的弱磁調速范圍內的理論和應用還需要進一步的研究。 為了解決這些問題,本文針對異步電動機在兩相靜止坐標系下的數學模型,對傳統直接轉矩控制系統和兩種改進的直接轉矩控制系統進行了研究。在傳統直接轉矩控制系統中,詳細討論了定子磁鏈估計的三種基本模型,設計了定子磁鏈估計的加權模型,使電機在全速運行的范圍內都能夠得到準確的定子磁鏈。針對轉矩脈動過大和逆變器開關頻率不恒定的問題,本文設計了兩種改進的直接轉矩控制系統。在基于占空比控制的直接轉矩控制系統中,通過對一個采樣周期內非零電壓矢量作用時間占采樣周期的占空比的優化,解決了轉矩脈動過大的問題;在一個采樣周期內,從非零電壓矢量到零電壓矢量的轉換只有一次,實現了開關頻率的恒定。在基于滑模變結構的直接轉矩控制系統中,本文設計了轉矩和磁鏈滑模變結構控制器代替傳統直接轉矩控制系統中的轉矩和磁鏈滯環控制器;運用空間矢量脈寬調制技術,實現了開關頻率的恒定。本文把傳統直接轉矩控制系統和兩種改進的直接轉矩控制系統擴展到基頻以上的弱磁范圍內的異步電動機調速系統中,對其進行了相關研究。 為了驗證上述各種控制系統的正確性和有效性,本文采用Matlab/Simulink仿真軟件對其進行了仿真驗證。針對傳統直接轉矩控制系統,對定子磁鏈估計的加權模型進行了仿真驗證。仿真結果表明所設計的定子磁鏈的加權模型能夠在電機運行的全速范圍內準確地估計定子磁鏈。針對基于占空比控制的直接轉矩控制系統和基于滑模變結構的直接轉矩控制系統,本文分別對負載轉矩有擾動和無擾動、給定轉速為恒定值和不為恒定值四種情況進行了仿真驗證,并分別和傳統直接轉矩控制系統的仿真結果進行了對比。仿真結果表明,兩種改進的直接轉矩控制系統均能有效的減小轉矩脈動和轉速的穩態誤差。針對電機運行在基頻以上的弱磁調速情形,本文運用三種不同的直接轉矩控制方法分別進行了仿真驗證。仿真結果表明,兩種改進的直接轉矩控制系統在弱磁調速范圍內依然優于傳統直接轉矩控制系統,依然能夠減小轉矩脈動和轉速的穩態誤差。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著市場經濟和現代化工業的發展,能源短缺和環境污染,已經成為制約人類社會健康發展的兩大重要因素。新能源的開發與利用愈來愈受到重視,太陽能以其清潔環保、蘊藏豐富等優點逐步得到了開發利用。光伏逆變電源作為太陽能利用中主要的能量變換裝置,是目前研究和發展的重要環節。 本文以實際項目為背景,詳細地分析了30kVA三相光伏并網逆變電源的研制過程。論文的主要工作如下: 首先,概述了光伏發電的意義以及我國光伏產業的發展現狀及前景;介紹了本課題的來源及其主要研究的內容;分析了三相逆變器的數學模型;總結了三相逆變器的各種抗三相不平衡的拓撲結構,從中選擇了三相四橋臂作為逆變電源的主電路結構;對四橋臂的各種抗三相不平衡控制策略進行了比較,具體分析了二維空間矢量法的原理,考慮到實際的軟硬件條件的限制,對該方法提出了進一步簡化應用的方案。 接著,根據項目指標,研制了30kVA三相光伏逆變電源樣機的主電路;采用了獨立運行時為LC結構,并網運行時為LCL結構的濾波模式,并總結了濾波器參數設計的步驟,給出了濾波器的相關參數;獨立地設計和研制了以TMS320F2812芯片為核心的主控板,以及液晶顯示、保護、采樣、鎖相等控制電路,并總結了印制電路板設計中需要注意的事項。 隨后,介紹了DSP的編程環境:詳細地分析了顯示鍵盤程序、七段式的電壓空間矢量PWM程序以及相關的主程序和中斷程序并給出了流程圖;總結了編程注意事項;構思了光伏逆變電源并網運行的整個過程;具體地說明了鎖相環和捕獲單元的應用方法;概述了孤島效應的產生與防治。 最后,設計了獨立運行時的MATLAB仿真試驗,在閉環中采用了最大誤差控制法,取得了良好的仿真效果,并在此基礎上,進行了30kVA三相光伏并網逆變電源樣機的安裝,順利完成了獨立運行的調試,并給出了實驗波形。
上傳時間: 2013-07-02
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在低功率應用領域中,為了降低成本,單級功率因數校正(PFC)技術越來越受到人們的關注。單級PFC技術是把PFC變換器和DC/DC變換器結合在一起,共用一個開關管和一套控制電路,同時提高功率因數和對輸出電壓進行快速調節。本文針對單級PFC技術進行了較詳細的分析。首先研究了基本Boost型單級PFC變換器,詳細分析了其工作原理和特性,指出在現有的單級PFC變換器中,必須解決兩個問題,即如何提高變換器的效率和控制中間儲能電容電壓在450V以下。同時分析了Boost型單級PFC變換器的三端和兩端拓撲結構,并討論了兩者之間的聯系。接著引用了直接功率傳遞原理(DPT),研究了一種新型的可實現直接功率傳遞的單級PFC變換器。詳細分析了該變換器的工作原理和特性。該變換器在引入直接功率傳遞原理的基礎上,相對于一般單級PFC變換器來說,具有更高的效率和良好的功率因數校正效果。同時可以將單級PFC變換器中間儲能電容電壓的值限制在450V以下。最后,本文用仿真分析驗證了理論的正確性,證明了這種新型的單級PFC變換器比一般的單級PFC變換器性能更優越。
上傳時間: 2013-05-19
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本文從感應加熱基本原理出發,概述了感應加熱技術的現狀及發展趨勢,在分析串聯諧振逆變器各種功率控制策略原理及優缺點的基礎上,對于移相調功輕載時的缺陷,本文將有限雙極性PWM法引入逆變器輕載時的輸出控制,通過DPLL鎖相,使滯后橋臂的電壓與電流始終保持一定的相位,同時結合非輕載時移相功率調節良好的特性,提出了一種基于DSP的新型功率控制策略,克服了傳統移相全橋的缺點,使得高頻逆變電源在輕載條件下仍能實現軟開關,且輕載時電流連續調節范圍廣,三角畸變程度輕于PSPWM,大幅度的擴大了負載的適用范圍,提高了電源整機效率。 在對新型PWM功率控制串聯諧振逆變器工作過程進行分析的基礎上,解決了所有開關管的軟開關問題;并通過分析功率輸出單元的輸出電壓、電流、功率等,進而得到一個脈沖周期的輸出電壓、電流及功率的計算式。在這些理論分析的基礎上,本文設計了基于新型PWM功率控制策略的感應加熱電源實驗系統,對主電路各元器件進行了精確計算與設計,設計了以TMS320LF2407A為核心的控制與保護電路,并對DSP外圍電路進行設計,同時編寫了基于新型PWM功率控制策略,以數字環相環及功率控制算法為核心的DSP程序,相關的仿真與實驗系統得到的輸出波形很好的驗證了新型PWM控制策略的可行性。
上傳時間: 2013-04-24
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太陽能作為一種新型能源以其清潔、儲量大、無污染等優點使其利用越來越受到人們的重視,而光伏發電技術的應用更是人們普遍關注的焦點。本文主要研究了光伏并網發電系統的控制方法。由于目前光伏電池的價格高,轉換效率比較低,為了降低系統造價和有效的利用太陽能,對光伏并網系統的控制方法的研究顯得尤為重要。 本文針對光伏并網發電系統的特點,將其分為三部分進行研究。研究了光伏電池的工作原理及輸出特性,在此基礎上建立了其仿真模型。利用PSIM仿真軟件對不同環境及不同日照強度下的太陽能電池輸出特性進行了仿真。仿真與實測數據的對比驗證了其仿真模型的正確性,為后續的仿真奠定基礎。 光伏板的最大功率點的控制是實現光伏并網高效率的輸出的必要條件。采用基于模糊控制的方法求取最大功率點驅動boost升壓變換器,用以實現最大功率點跟蹤和控制。針對電導增量法和干擾法的不足,研究了基于模糊控制的方法。從仿真及實驗的結果均能看出系統的穩態功率損耗大大縮小,提高了其穩態性能。 闡述了并網逆變器的工作原理和控制策略。基于逆變控制方法的研究,對系統進行了仿真與實驗。其中控制方法采用電流滯環跟蹤控制。從仿真及實驗結果中可以看出實現了輸出功率因數為1的控制目標。 開發了光伏并網的實驗系統,設計了基于DSP的最大功率點控制系統和逆變并網系統。實驗結果表明,本文采用的控制策略和設計方法是可行有效的,主電路和控制電路的設計是合理的。
上傳時間: 2013-07-28
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不間斷電源(UPS)是一種能提供優質電源并保證電源供應連續的電力電子裝置。它的應用范圍廣泛,在很多領域,UPS已經成了標準配置。采用數字信號處理器(DSP)實現UPS的數字化控制是當前許多UPS設計者關注的問題。DSP在UPS中的應用主要集中在兩個方面:一是將各種先進的控制方法用于逆變實時數字控制;二是利用DSP實現更準確更迅速的鎖相環控制。 本文分析了當前逆變控制的各種方案,針對逆變的擾動及諧波周期出現的特點,采用了重復控制來提高逆變輸出的穩態特性。因為重復控制具有一個周期延遲控制的特點,本文也采用了PID控制來改善逆變控制的動態性能。本文分析了目前重復控制的常用方案,在建立UPS逆變濾波電路數學模型的基礎上設計了新的重復控制和PID控制結合的方案。對重復控制與PID復合控制方案在MATLAB中作了仿真。仿真試驗證明了控制方案的有效性。 在硬件方面,設計了在線式UPS系統中DSP的接口電路,其中包括DSP供電電路,蓄電池電壓過低檢測電路,市電及輸出電壓過零檢測等電路。對DSP的資源進行了分配,充分利用了DSP的外設多和速度快的特點。 在軟件方面,設計了各部分的程序,其中包括主程序,軟件鎖相及正弦參考信號生成程序,輸出有效值控制程序以及各種相關的中斷及保護程序。 本文結合實際,搭建了實驗線路,給出了實驗線路的原理及各部分的實驗電路。該實驗電路可對逆變控制過程和鎖相環節進行控制實驗。 本文將PID控制與重復控制相結合,對逆變器輸出進行控制,驗證了重復控制與PID復合控制的有效性。本文還對UPS的DSP數字化控制作了研究,這些都對UPS技術的進步有積極的作用。
上傳時間: 2013-05-17
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車載電源逆變器的電路原理圖,功率可以達到1000w
標簽: 逆變
上傳時間: 2013-06-17
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隨著國民經濟的飛速發展,傳統的電機已無法滿足當前工程的要求,其作用也由過去簡單的起停控制、提供動力上升到要求對其速度、位置、轉矩等進行精確的控制,并能實現快速加速、減速、反轉以及準確停止等,使被驅動的機械運動符合于集的要求。在集成電路、現代電子技術及控制理論飛速發展的今天,電機控制技術也得到了飛快的發展,電機控制器也由模擬分立元件構成的電路向數模混合、全數字方向發展。本論文主要研究了FPGA芯片在電機控制器中的應用。 論文首先對無刷直流電機系統進行了綜合性論述。對系統的組成、及系統中主要部分:如位置傳感器、逆變器和功率器件、供電直流電源進行了較詳細的說明;并且提出了與本研究相關的控制機理和實施方案。 其次,論文對FPGA芯片的特點及配置電路、以及以FPGA-FLEX10K10為核心的控制器電路的組成進行了較詳細的論述;同時對超高速集成電路硬件描述語言(VHDL)的特點和應用進行了研究;并提出了應用FPGA芯片對電機速度進行控制的系統構成及工作原理。 論文還對FPGA芯片與DSP芯片共同完成電機控制的方案進行了論述,利用ALTERA公司的FPGA芯片完成了電機控制器的設計、制造和調試,并在此基礎上分析研究了利用此控制器對無刷直流電機進行調速控制的方法;兩種控制器共同工作,組合方便、功能強大,適合在高精度、高效、寬變速控制的應用場合下,可對電機實現精度更高、策略更復雜的控制。 論文最后還對在具體產品中的應用效果及行了簡單分析。
上傳時間: 2013-08-04
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現代逆變技術及其應用!對逆變器原理和設計很有幫助的資料!
標簽: 逆變技術
上傳時間: 2013-07-09
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軟開關技術是電力電子裝置向高頻化、高功率密度化發展的關鍵技術,已成為現代電力電子技術研究的熱點之一。微處理器的出現促進了電力電子變換器的控制技術從傳統的模擬控制轉向數字控制,數字控制技術可使控制電路大為簡化,并能提高系統的抗干擾能力、控制靈活性、通用性以及智能化程度。本文提出了一種利用耦合輸出電感的新型次級箝位ZVZCS PWM DC/DC變換器,其反饋控制采用數字化方式。 論文分析了該新型變換器的工作原理,推導了變換器各種狀態時的參數計算方程;設計了以ARW芯片LPC2210為核心的數字化反饋控制系統,通過軟件設計實現了PWM移相控制信號的輸出;運用Pspice9.2軟件成功地對變換器進行了仿真,分析了各參數對變換器性能的影響,并得出了變換器的優化設計參數;最后研制出基于該新型拓撲和數字化控制策略的1千瓦移相控制零電壓零電流軟開關電源,給出了其主電路、控制電路、驅動電路、保護電路及高頻變壓器等的設計過程,并在實驗樣機上測量出了實際運行時的波形。 理論分析與實驗結果表明:該變換器拓撲能實現超前橋臂的零電壓開關,滯后橋臂的零電流開關;采用ARM微控制器進行數字控制,較傳統的純模擬控制實時反應速度更快、電源穩壓性能更好、外圍電路更簡單、設計更靈活等,為實現智能化數字電源創造了基礎,具有廣泛的應用前景和巨大的經濟價值。
上傳時間: 2013-08-03
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