目前離心機的變頻控制,采用的多是通用變頻器,沒有自主開發的離心機專用的交流調速控制器。同時,在控制方法上采用的主要還是V/F控制以及矢量控制,而效率更高,性能更好的直接轉矩控制方法則還沒有得到廣泛的應用。直接轉矩控制技術,用空間矢量的分析方法,直接在定子坐標系下計算與控制交流電動機的轉矩,采用定子磁場定向,借助于離散的兩點式調節(Bang-Bang控制)產生PWM信號,直接對逆變器的開關狀態進行最佳控制,獲得轉矩的高動態性能。直接轉矩控制,控制結構簡單、控制手段直接、信號處理的物理概念明確、轉矩響應迅速,限制在一拍內,是一種具有高動態響應的交流調速系統。本文通過對直接轉矩控制系統原理的分析、軟硬件的設計制作、系統的調試試驗,得到以下結論: ⑴直接轉矩控制系統,控制手段直接、信號處理的物理概念明確、轉矩動態響應迅速; ⑵直接轉矩控制系統中,低速階段轉矩脈動明顯,通過采用異步電動機適應全速的U-I模型,以及扇區細化等,可以有效減小轉矩脈動;由于轉矩和磁鏈采用離散的兩點式調節,即使在高速運行階段轉矩也有輕微的脈動,通過細分磁鏈扇區,采用空間矢量脈寬調制技術可以有效減小脈動,提高系統控制性能; ⑶直接轉矩控制系統中,檢測環節及其重要,特別是電壓、電流的檢測。無論采用哪種電機模型,電壓和電流都是最主要的參數,準確的電壓、電流檢測能夠增加電機模型的正確性,為控制提供基本的保障; ⑷直接轉矩控制系統中,對電機參數的要求簡單,只需要知道電動機定子電阻,因此直接轉矩控制系統的魯棒性強,易于移植。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:weddps
直接轉矩控制技術(DTC)是繼矢量控制技術之后交流調速領域中新興的控制技術,它采用空間矢量分析的方法,直接在定子坐標系下計算并控制異步電機的轉矩和磁鏈,采用定子磁場定向,直接對逆變器的開關狀態進行最佳控制,從而能夠快速而準確地控制異步電動機的轉矩和磁鏈,以獲得轉矩的高動態性能。目前在高速離心機行業,普遍采用通用型變頻器,其通用性好,但參數較多,價格較貴,為了降低成本增強控制性能,本文利用直接轉矩控制技術的優點,采用直接轉矩控制策略設計并制作了針對高速離心機的專用變頻器。 本文介紹了異步電動機和逆變器的基本數學模型,分析了異步電機直接轉矩控制的基本原理,以及直接轉矩控制系統的基本組成,對直接轉矩控制系統進行了仿真研究,建立了基于MATLAB/Simulink的仿真系統,介紹了仿真模型的各組成部分,包括3/2變換、定子磁鏈、電機轉矩觀測模型、轉矩調節器、磁鏈調節器、扇區判斷、開關表選擇等,給出了系統加減負載和加減轉速仿真結果,仿真結果表明了其磁鏈軌跡近似為圓形,系統具有良好的動態和穩態性能,同時證明了建立的轉矩和磁鏈觀測模型以及控制算法的正確性和可行性。根據仿真實現方法以及結果的指導,設計并制作了整個系統的硬件電路,包括主電路(單相整流、濾波、制動電路、啟動限流電路、逆變電路)、控制電路(DSP、驅動隔離放大、采樣)并對各器件進行選型,給出了硬件各部分電路圖;最后介紹了系統的軟件流程以及各模塊的程序實現,系統的軟件部分采用C語言進行編程,實現了定子相電流的采樣、定子相電壓的計算、定子磁鏈的計算和開關信號的輸出等功能。在分別對硬件和軟件各部分進行調試后,進行了系統的聯合調試,以TMS320F2808作為控制器,在一臺功率為1.5KW的交流異步電機上實現了直接轉矩控制。
上傳時間: 2013-05-31
上傳用戶:y307115118
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
上傳用戶:hainan_256
射頻識別(Radio Frequency Identification,RFID)是一種允許非接觸式數據采集的自動識別技術。其中工作在超高頻(Ultra High Frequency,UHF)頻段的無源RFID系統,由于在物流與供應鏈管理等領域的潛在應用,近年來得到了人們的廣泛關注。這種系統所使用的無源標簽具有識別距離長、體積小、成本低廉等突出特點。目前在市場上出現了各種品牌型號的UHF RFID無源標簽,由于不同品牌型號的標簽在設計與制造工藝上的差異,這些標簽在性能表現上各不相同,這就給終端用戶選擇合適自己應用的標簽帶來了困難。RFID基準測試就是在實際部署RFID系統前對RFID標簽的性能進行科學評估的有效手段。然而為了在常規實驗室條件下得到準確公正的測試結果,需要對基準測試的性能指標及測試方法學開展進一步的研究。本文正是研究符合EPC Class1 Gen2標準的RFID標簽基準測試。 本文首先分析了當前廣泛應用的超高頻無源RFID標簽基準測試性能指標與測試方法上的局限性與不足之處。例如,在真實的應用環境中,由于受到各種環境因素的影響,對同一品牌型號的標簽,很難得到一致的識讀距離測試結果。另外,在某些測試場景中,使用識讀速率作為測試指標,所得到的測試結果數值非常接近,以致分辨度不足以區分不同品牌型號標簽的性能差異。在這些分析基礎上,本文把路徑損耗引入了RFID基準測試,通過有限點的測量與數據擬合分別得到不同類型標簽的路徑損耗方程,結合讀寫器天線的輻射方向圖,進一步得到各種標簽受限于讀寫器接收靈敏度的覆蓋區域。無源標簽由于其被動式能量獲取方式,其實際工作區域仍然受限于前向鏈路。本文通過實驗測試出這些標簽的最小激活功率后,得出了各種標簽在一定讀寫器發射功率下的激活區域。完成這些步驟后,根據這兩種區域的交集可以確定標簽的工作區域,從而進行標簽間的比較并達到基準測試的目的,并能找出限制標簽工作范圍的瓶頸。 本文最后從功率損耗的角度研究了標簽之間的相互干擾,為用戶在密集部署RFID標簽的場景中設置標簽之間的最小間隔距離具有重要的參考意義。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:hbsunhui
太陽能發電在世界能源危機的今天飛速發展,已成為新能源的主流之一。逆變器作為主要的能量變換裝置器件,其性能的好壞直接影響著整個光伏系統的效率。本文采用電壓外環、電流內環的雙環控制策略,保證了系統的動態響應速度快,穩態誤差小。為此,論文主要對系統的電路拓撲結構、數學模型、控制方法以及基于FPGA的軟件實現方法等技術進行了分析研究。 本文首先通過對幾種常見的數學模型分析方法的比較,選擇適合本文的數學建模方法。文中給出了逆變器的拓撲結構,詳細論述了其工作原理,對該逆變器不同工作狀態下的等效電路進行分析,并利用狀態空間平均法建立了逆變器數學模型,確定主要元件的參數。 隨后對當前比較流行的幾種逆變電路的控制方法進行了對比分析。本文采用的基于SPWM控制的電壓電流雙環控制的算法,具有開關頻率固定、物理意義清晰、實現方便的優點,保證系統的穩態誤差小,動態響應速度快。通過分析幾種最大功率跟蹤算法各自的優缺點,最后給出了改進的最大功率跟蹤算法,保證系統輸出最大功率。 最后用FPGA實現了系統控制方案的設計。整機測試結果表明:該逆變器的性能指標基本達到了設計要求,驗證了數學模型和控制策略的有效性和理論分析的正確性和可行性。
上傳時間: 2013-07-25
上傳用戶:時代將軍
電壓空間矢量脈沖寬度調制技術是一種性能優越、易于數字化實現的脈沖寬度調制方案。在常規SVPWM算法中,判定等效電壓空間矢量所處扇區位置時需要進行坐標旋轉和反正切三角函數的運算,計算特定電壓空間矢量作用時間時需要進行正弦、余弦三角函數的運算以及過飽和情況下的歸一化處理過程,同時,在整個SVPWM算法中還包含了無理數的運算,這些復雜計算不可避免地會產生大量計算誤差,對高精度實時控制產生不可忽視的影響,而且這些復雜運算的計算量大,對系統的處理速度要求高,程序設計復雜,系統運行時間長,占用系統資源多。因此,從工程實際應用的角度出發,需要對常規SVPWM算法進行優化設計。 本文提出的優化SVPWM算法,只需進行普通的四則運算,計算非常簡單,克服了上述常規SVPWM算法中的缺點,同時,采用交叉分配零電壓空間矢量,并將零電壓空間矢量的切換點置于各扇區中點的方法,達到降低三相橋式逆變電路中開關器件開關損耗的目的。SVPWM算法要求高速的數據處理能力,傳統的MCU、DSP都難以滿足其要求,而具有高速數據處理能力的FPGA/CPLD則可以很好的實現SVPWM的控制功能,在實時性、靈活性等方面有著MCU、DSP無法比擬的優越性。本文利用MATLAB/Simulink軟件對優化的SVPWM系統原型進行建模和仿真,當仿真效果達到SVPWM系統控制要求后,在XilinxISE環境下采用硬件描述語言設計輸入方法與原理圖設計輸入方法相結合的混合設計輸入方法進行FPGA/CPLD的電路設計與輸入,建立相同功能的SVPWM系統模型,然后利用ISESimulator(VHDL/Verilog)仿真器進行功能仿真和性能分析,驗證了本文提出的SVPWM優化設計方案的可行性和有效性。
上傳時間: 2013-06-27
上傳用戶:小儒尼尼奧
雙向DC/DC變換器(Bi-directionalDC/DCconverters)是能夠根據需要調節能量雙向傳輸的直流/直流變換器。隨著科技的發展,雙向DC/DC變換器的應用需求越來越多,正逐步應用到無軌電車、地鐵、列車、電動車等直流電機驅動系統,直流不間斷電源系統,航天電源等場合。一方面,雙向DC/DC變換器為這些系統提供能量,另一方面,又使可回收能量反向給供電端充電,從而節約能量。 大多數雙向DC/DC變換器采用復雜的輔助網絡來實現軟開關技術,本文所研究的Buck/Boost雙向的DC/DC變換器從拓撲上解決器件軟開關的問題;由于Buck/Boost雙向DC/DC變換器的電流紋波較大,這會帶來嚴重的電磁干擾,本文結合Buck/Boost雙向DC/DC變換器拓撲與磁耦合技術使電感電流紋波減小;由于在同一頻率下不同負載時電流紋波不同,本文在控制時根據負載改變PWM頻率,從而使輕載時的電流紋波均較小。 本文所研究的雙向DC/DC變換器采用DSP處理器進行控制,其原因在于:目前沒有專門用于控制該Buck/Boost雙向DC/DC變換器的控制芯片,而DSP具有多路的高分辨率PWM,通過對DSP寄存器的配置可以實現Buck/Boost雙向DC/DC變換器的控制PWM;DSP具有多路高速的A/D轉換接口,并可以通過配合PWM完成對反饋采樣,具備一定的濾波功能。 本文所研究的數字雙向DC/DC變換器實現了在Buck模式下功率MOSFET的零電壓開通及零電壓關斷,電感電流的交迭使其電感輸出端電流紋波明顯變小,輕載時PWM頻率的提升也使得電流紋波變小。
上傳時間: 2013-06-08
上傳用戶:cy_ewhat
逆變電源的發展是和電力電子器件的發展聯系在一起的,隨著現代電力電子技術的迅猛發展,逆變電源在許多領域的應用也越來越廣泛,同時對逆變電源輸出電壓波形質量提出了越來越高的要求。逆變電源輸出波形質量主要包括三個方面:一是輸出穩定精度高;二是動態性能好;三是帶負載適應性強。因此開發既具有結構簡單,又具有優良動、靜態性能和負載適應性的逆變電源,一直是研究者在逆變電源方面追求的目標。本文對逆變電源三閉環控制方案、輸出相位控制、逆變電源數字化控制系統進行研究,以期得到具有高品質和高可靠性的逆變電源。 本文研究了單相全橋逆變電源與三相橋式逆變電源主電路參數,包括逆變器、吸收電路、驅動電路、變壓器和濾波器,并對逆變電源變壓器的偏磁產生原因進行了深入分析,最后給出了有效的抗偏磁措施。針對三相橋式逆變電源通常不能保證三相電壓輸出平衡,研究了一種可以帶不平衡負載的三相逆變電源。研究了逆變電源的控制原理,建立了逆變電源系統動態模型,在此基礎上對逆變電源的各種控制方案的性能進行了對比研究,從而確定了一種新穎的高性能逆變電源多閉環控制方案。另外,針對逆變電源輸出相位存在固有滯后問題,采用了一種利用電壓瞬時值內環對逆變電源滯后的相角進行補償控制的策略,分析表明上述控制策略雖然有效,但無法做到輸出相角穩態無差,對此,提出一種移相控制方案設想,相當于在原多環控制方案的基礎上加了一個相位控制環。這樣可以使逆變電源輸出相位誤差得到有效的補償,輸出相位精度更高。文章設計了逆變電源數字控制系統,采用TMS320LF2407A控制產生SPWM波,給出控制系統DSP程序運行流程圖,并用DSP對其進行了實現數字化。多環反饋控制系統的采用,使系統具有優異的穩態特性、動態特性和對非線性負載的適應性,使逆變電源的性能得到有效提高。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:tianjinfan
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
上傳用戶:mingaili888
多電平逆變器中每個功率器件承受的電壓相對較低,因此可以用低耐壓功率器件實現高壓大容量逆變器,且采用多電平變換技術可以顯著提高逆變器輸出電壓的質量指標。因此,隨著功率器件的不斷發展,采用多電平變換技術將成為實現高壓大容量逆變器的重要途徑和方法。本文選取其中一種極具優勢的多電平拓撲結構一級聯多電平變頻器作為研究對象,完成了其拓撲結構、控制策略及測控系統的設計。 @@ 首先,對多電平變頻器的研究意義,國內外現狀進行了分析,比較了三種成熟拓撲結構的特點,得出了級聯型多電平變頻器的優點,從而將其作為研究對象。對比分析了四種調制策略,確定載波移相二重化的調制方法和恒壓頻比的控制策略,進行數學分析和理論仿真,得出了選擇的正確性及可行性。并指出了級聯單元個數與載波移相角的關系和調制比對輸出電壓的影響;完成了級聯變頻器數學模型的建立和死區效應的分析。 @@ 其次,完成了相關硬件的設計,包括DSP、CPLD、IPM的選型,系統電源的設計、檢測(轉速、電流、電壓、故障)電路的設計、通信電路的設計等。用Labwindows/CVI實現了上位機界面的編寫,實現了開關機、設定轉速、通信配置、電壓電流轉速檢測、電流軟件濾波、諧波分析。編寫了下位機DSP的串口通信、AD轉換、轉速檢測(QEP)以及部分控制程序。 @@ 最后,在實驗臺上完成硬件和軟件的調試,成功的實現了變頻器載波移相SPWM的多電平輸出,并驅動異步電機進行了空載變頻試驗,測控界面能準確的與下位機進行通信,快捷的給定各種控制命令,并能實時的顯示變頻器的輸出頻率、輸出電壓和輸出電流,為實驗調試增加了方便性,提高了工作效率。 @@關鍵詞:級聯多電平逆變器;載波移相;IPM;DSP;Labwindows/CVI;測控界面
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:米卡