電能計(jì)量的精度無(wú)論對(duì)于供電方還是對(duì)于用電方，都非常重要。傳統(tǒng)電能表的精度低，功能單一，不能滿足精度要求和非正弦電路的無(wú)功功率測(cè)量。隨著電力電子裝置等非線性負(fù)載的功率容量和功率密度的不斷增大，他們所產(chǎn)生的諧波已使電網(wǎng)遭受日益嚴(yán)重的污染。在這種情況下，有必要研發(fā)新技術(shù)新設(shè)備。同時(shí)，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)(DSP)正在迅速發(fā)展，21世紀(jì)將是數(shù)字信號(hào)處理理論與算法的大發(fā)展時(shí)期。 本項(xiàng)目采用ADI于2004年生產(chǎn)的BLACKFIN531 16位定點(diǎn)DSP芯片。針對(duì)目前市場(chǎng)上現(xiàn)行的電能表所存在的缺陷和局限性，研究并設(shè)計(jì)了一種基于DSP BF531芯片的高精度多功能電能表。采用了諸多最新的理論成果，電能計(jì)量精度達(dá)到0.2S級(jí)，諧波測(cè)量精度達(dá)到0.5%。在一定的定義下，無(wú)功測(cè)量方法不但適用于正弦電路，也適用于非正弦電路下的無(wú)功功率測(cè)量。全書(shū)共分七章： 第一章、簡(jiǎn)述了電能計(jì)量裝置的發(fā)展和現(xiàn)狀，論證了本課題開(kāi)發(fā)和研究的必要性和可行性，介紹了高精度多功能電能表的系統(tǒng)方案； 第二章、 討論了電測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量原理，設(shè)計(jì)了電能表中的計(jì)量和分析算法； 第三章、 介紹了系統(tǒng)的硬件平臺(tái)和開(kāi)發(fā)環(huán)境； 第四章、 詳細(xì)給出了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)； 第五章、 分析系統(tǒng)誤差及其校正； 第六章、 介紹系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)； 第七章、 對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，給出測(cè)試結(jié)果，最后討論、總結(jié)。
上傳時(shí)間： 2013-06-21
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該文研究了一種新型電壓空間矢量控制兩相逆變器—異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng),該系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用于小功率、寬調(diào)速運(yùn)行的場(chǎng)合.該項(xiàng)研究完成兩相逆變器的設(shè)計(jì),并組成了試驗(yàn)用的兩相逆變器—異步電動(dòng)機(jī)系統(tǒng).系統(tǒng)是一個(gè)轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)的變頻調(diào)速系統(tǒng),由單片機(jī)機(jī)控制電路、功率驅(qū)動(dòng)電路、逆變器主電路、保護(hù)電路組成.論文通過(guò)對(duì)電機(jī)基本方程進(jìn)行Kron變換和對(duì)稱分量變換,分別建立了系統(tǒng)完整的數(shù)學(xué)模型,編制了動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)仿真程序,并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)、穩(wěn)態(tài)性能進(jìn)行分析.相對(duì)于方波等其它供電方式的控制,采用電壓空間矢量技術(shù)在小功率兩相異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速控制上的應(yīng)用可使轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)減少,效率提高,具有一定的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性.
標(biāo)簽： SVPWM 用單片機(jī) 異步電機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-08-01
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該文通過(guò)研究直流調(diào)速系統(tǒng)雙向功率變換電路,提出一種ZCZVS Boost雙向DC/DC變換器與VVVF變頻調(diào)速器相結(jié)合,驅(qū)動(dòng)鼠籠型異步電機(jī)的節(jié)能型電動(dòng)車交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng).該系統(tǒng)在功能上實(shí)現(xiàn)了車輛剎車減速或下坡制動(dòng)時(shí)能量的回饋,達(dá)到節(jié)能、提高能量使用效率和增加車輛行駛距離的目的;采用交流異步電機(jī),克服了傳統(tǒng)直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的諸多缺陷,降低了成本,減少了維護(hù);采用ZCZVS技術(shù),降低了電磁干擾和損耗,提高了效率;另外,在逆變主電路中采用IPM模塊,簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),節(jié)約了空間,提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性.論文詳細(xì)分析了系統(tǒng)工作原理,進(jìn)行了拓?fù)浜蛥?shù)設(shè)計(jì),并完成一套300W樣機(jī)的制作,通過(guò)相應(yīng)的仿真和實(shí)驗(yàn)測(cè)試,驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性,特別適用于頻繁減速或剎車制動(dòng)的電動(dòng)車輛.預(yù)計(jì)該系統(tǒng)在旅游風(fēng)景區(qū)、山城等將有很好的應(yīng)用前景.
標(biāo)簽： 節(jié)能 電動(dòng)車 交流
上傳時(shí)間： 2013-07-01
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能量變換器是一種新型高壓發(fā)電機(jī)，采用高壓交聯(lián)聚乙烯(XLPE)電纜作為定子繞組，這種革新結(jié)構(gòu)使其能夠輸出高電壓，從而可以直接并網(wǎng)。因此，對(duì)能量變換器的運(yùn)行進(jìn)行系統(tǒng)地研究是極為必要的。本文針對(duì)能量變換器小值振蕩和穩(wěn)定性進(jìn)行了深入地研究。 本文首先介紹了能量變換器的發(fā)展背景和國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，詳盡分析了研究大型同步發(fā)電機(jī)和能量變換器穩(wěn)定性的意義。 然后，本文對(duì)能量變換器靜態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行進(jìn)行了分析，建立了能量變換器靜態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出了能量變換器靜態(tài)穩(wěn)定功率特性和靜態(tài)穩(wěn)定功率極限的表達(dá)式。并分析了勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)能量變換器靜態(tài)功率特性的影響，應(yīng)用對(duì)比研究的方法，證明了能量變換器的靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)和靜態(tài)穩(wěn)定功率極限都比傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)高。 本文同時(shí)結(jié)合能量變換器樣機(jī)參數(shù)，系統(tǒng)分析了其穩(wěn)態(tài)小值振蕩的物理過(guò)程，推導(dǎo)了能量變換器小值振蕩時(shí)的整步轉(zhuǎn)矩系數(shù)、阻尼轉(zhuǎn)矩系數(shù)和電流、轉(zhuǎn)矩、電磁功率各微變量的表達(dá)式，并通過(guò)仿真分析，歸納出了不計(jì)定子電阻和線路阻抗時(shí)能量變換器相應(yīng)微變量的變化規(guī)律。此外，本文對(duì)考慮勵(lì)磁調(diào)節(jié)作用時(shí)小值振蕩各微變量的變化進(jìn)行了仿真研究，給出了此狀態(tài)下相應(yīng)微變量的變化規(guī)律。 最后，本文對(duì)能量變換器系統(tǒng)在線路發(fā)生單相短路、相間短路和兩相接地短路故障時(shí)的物理過(guò)程進(jìn)行了分析，繪制了能量變換器正常運(yùn)行和故障運(yùn)行時(shí)的電氣圖與等值電路，結(jié)合等值電路推導(dǎo)了能量變換器相應(yīng)故障狀態(tài)下的功率表達(dá)式，并通過(guò)仿真分析與對(duì)比研究，給出了能量變換器系統(tǒng)在線路發(fā)生單相短路、相間短路和兩相接地短路故障時(shí)的極限切除時(shí)間，得到了能量變換器的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定極限。 本文所得結(jié)論對(duì)能量變換器合理可靠的設(shè)計(jì)及運(yùn)行提供了依據(jù)，具有一定的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著新型電力電子器件的不斷涌現(xiàn)和計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展,高性能的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用.而高壓變頻調(diào)速是近幾年剛剛開(kāi)始應(yīng)用的一種高新技術(shù),不僅解決了大功率風(fēng)機(jī)、水泵的軟起動(dòng)和調(diào)速問(wèn)題,而且節(jié)能顯著,具有較大的應(yīng)用市場(chǎng)和廣闊的發(fā)展空間.該文首先對(duì)高壓變頻調(diào)速存在的對(duì)電網(wǎng)、電機(jī)和用電設(shè)備產(chǎn)生電磁污染的問(wèn)題進(jìn)行認(rèn)真的分析,并針對(duì)高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)存在的問(wèn)題,根據(jù)增加電壓矢量種類,能降低高壓交流電輸出諧波的原理,采用了功率單元串聯(lián)的方法,設(shè)計(jì)出一種適用于風(fēng)機(jī)和水泵調(diào)速的新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的高壓變頻器,供給普通異步電動(dòng)機(jī)做調(diào)速驅(qū)動(dòng).測(cè)試結(jié)果表明,這種新型變頻器的輸出電壓波形符合實(shí)際的要求,解決了由于高壓變頻調(diào)速由于輸出諧波引起的電磁污染問(wèn)題.該變頻器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜,主控制器的計(jì)算繁瑣、數(shù)據(jù)傳輸量大和控制難度高.為了得到良好的控制性能,該文結(jié)合同類產(chǎn)品,設(shè)計(jì)出以雙DSP(TM320F240)為核心的主控制器和系統(tǒng)總控制結(jié)構(gòu),同時(shí)給出了控制系統(tǒng)的軟件流程圖.最后,舉例說(shuō)明功率單元串聯(lián)的新型高壓變頻器在風(fēng)機(jī)上應(yīng)用,論證了該高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益以及廣闊的應(yīng)用前景.
上傳時(shí)間： 2013-07-26
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傳統(tǒng)的整流裝置是電網(wǎng)污染的主要來(lái)源,三相電壓型PWM整流器具有輸出電壓恒定、能實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)運(yùn)行的特點(diǎn),甚至可以實(shí)現(xiàn)電能回饋電網(wǎng).該文主要研究了三相電壓型PWM整流器,內(nèi)容包括下列方面:原理、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)模型、控制策略和硬件實(shí)現(xiàn).建立數(shù)學(xué)模型是研究三相PWM整流器的有效手段.分別在ABC靜止坐標(biāo)系、αβ靜止坐標(biāo)系和dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中建立了低頻和高頻數(shù)學(xué)模型.該文主要對(duì)電壓矢量定向控制和直接功率控制這兩種關(guān)于PWM整流器的控制策略進(jìn)行了研究.電壓矢量定向控制包括間接電流控制和直接電流控制,該文分別介紹了它們的原理.關(guān)于直接電流控制,建立了它的仿真模型,并介紹了數(shù)字化實(shí)現(xiàn)的方法.由于電網(wǎng)電壓的諧波會(huì)惡化PWM整流器的工作性能,所以研究了改良的方法,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.直接功率控制方法的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、抗干擾性能好.該文介紹了瞬時(shí)功率的概念、直接功率控制的原理和電壓矢量選擇的方法.由于傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)表是引起無(wú)功功率控制效果差的主要原因,所以提出了改造開(kāi)關(guān)狀態(tài)表的方法.仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了此方法的有效性.最后,對(duì)電壓矢量定向控制策略和直流功率控制策略作了比較研究.關(guān)于硬件方面,介紹了主電路LC參數(shù)的計(jì)算方法、二階有源濾波的設(shè)計(jì)方法、DSP2407的主要功能、IPM的驅(qū)動(dòng)與保護(hù).
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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從雙饋電機(jī)的基本工作原理出發(fā),分析雙饋電機(jī)調(diào)速的特點(diǎn),引入矢量控制技術(shù),進(jìn)行坐標(biāo)變換,得出雙饋電機(jī)同步坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型.用MATLAB的S函數(shù)建立雙饋電機(jī)仿真模型,對(duì)雙饋電機(jī)起動(dòng)性能進(jìn)行分析.對(duì)雙饋電機(jī)的調(diào)速性能進(jìn)行了詳細(xì)討論,得知雙饋電機(jī)要完全進(jìn)行調(diào)速必須實(shí)現(xiàn)MT軸轉(zhuǎn)子電壓矢量的完全解耦.為此我們確定雙饋電機(jī)調(diào)速時(shí)的矢量控制策略即轉(zhuǎn)子電流定向的矢量控制.在進(jìn)行定子磁場(chǎng)定向后,保持轉(zhuǎn)子電流與定子磁鏈相垂直,進(jìn)行轉(zhuǎn)子電流定向.雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子電流定向矢量控制調(diào)速系統(tǒng)完全分為兩個(gè)通道,解除了雙饋電機(jī)的內(nèi)部耦合,實(shí)現(xiàn)電機(jī)的勵(lì)磁電流與轉(zhuǎn)距電流的分別控制,使雙饋電機(jī)的調(diào)速性能優(yōu)異.試驗(yàn)證明調(diào)速系統(tǒng)具有變頻器功率小、功率因數(shù)高、動(dòng)態(tài)性能好、調(diào)速范圍廣等優(yōu)點(diǎn),適用于風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的調(diào)速,有良好的工業(yè)應(yīng)用前景.
上傳時(shí)間： 2013-07-02
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超聲波電機(jī)(Ultrasonic Motor,簡(jiǎn)稱USM)是近二十年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型驅(qū)動(dòng)裝置,該電機(jī)不同于傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)電機(jī),它是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)激發(fā)超聲振動(dòng),借助彈性體諧振放大,通過(guò)摩擦耦合產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng).這種電機(jī)的具有響應(yīng)快、結(jié)構(gòu)緊湊、低轉(zhuǎn)速、大力矩、不受電磁干擾、斷電自鎖等優(yōu)點(diǎn),在微型機(jī)械、機(jī)器人、精密儀器、家用電器、航空航天、汽車等方面有著廣泛的應(yīng)用前景.隨著超聲波電機(jī)的推廣應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要,對(duì)超聲波電機(jī)的驅(qū)動(dòng)和控制技術(shù)的研究就非常必要了,小型化、通用化、高性能的驅(qū)動(dòng)電源和簡(jiǎn)單而又實(shí)用的控制技術(shù)已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn).該文對(duì)于單一的定位控制,研究一種簡(jiǎn)單且控制精度高的控制算法,結(jié)合所研制的縱扭復(fù)合型超聲波電機(jī)樣機(jī),實(shí)現(xiàn)了高精度(0.010度)的定位控制,另對(duì)基于高性能DSP的驅(qū)動(dòng)電源進(jìn)行了初步的探討和研究,研制了通用性較高的驅(qū)動(dòng)電源.該文開(kāi)展的主要研究工作和取得的成果如下:1.簡(jiǎn)要地介紹了超聲波電機(jī)的原理、發(fā)展歷史和特點(diǎn),重點(diǎn)分析了超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源和定位控制的研究進(jìn)展和存在的問(wèn)題,從而引出該碩士論文的研究意義和主要內(nèi)容.2.從理論和實(shí)驗(yàn)上揭示這種電機(jī)具有的高分辨率和步進(jìn)特性實(shí)質(zhì),提出了利用此特性實(shí)現(xiàn)高精度的定位控制策略——步進(jìn)定位法,并分析了影響其定位精度的因素,結(jié)合所研制的縱扭復(fù)合型超聲波電機(jī)樣機(jī),實(shí)現(xiàn)了高精度(0.010度)的定位控制,并確定了相關(guān)控制參數(shù)的選擇準(zhǔn)則.3.簡(jiǎn)要介紹了常用開(kāi)關(guān)變換器結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了以MOSFET為開(kāi)關(guān)器件的半橋式逆變功率電路.介紹了高性能DSP(TMS320LF2407)為核心的控制信號(hào)發(fā)生電路和以UC3842為控制芯片的可調(diào)壓直流電源,結(jié)合控制電路和功率變換電路獲得了驅(qū)動(dòng)超聲波電機(jī)所需兩項(xiàng)幅值、頻率、相位可調(diào)的交變方波,具有較高的通用性,為進(jìn)一步開(kāi)展運(yùn)用較復(fù)雜控制策略的超聲波電機(jī)位置和速度伺服控制研究打下一定基礎(chǔ).
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,能源問(wèn)題在當(dāng)今社會(huì)中受到越來(lái)越多的關(guān)注.能量回饋系統(tǒng)可以在減緩矛盾方面發(fā)揮重要作用,無(wú)論在減少能源的浪費(fèi)方面或是在新能源的利用開(kāi)發(fā)上.主要運(yùn)用在功率電子負(fù)載、分布式發(fā)電和電機(jī)制動(dòng)能饋等場(chǎng)合.該文主要研究了能量回饋系統(tǒng).電力電子的逆變技術(shù)是能量回饋系統(tǒng)的核心部分,該文講述了電壓型逆變電路和電流型逆變電路在能量回饋系統(tǒng)中的工作實(shí)現(xiàn)原理.電壓型逆變電路是該文的重點(diǎn),針對(duì)中國(guó)電網(wǎng)的形式,對(duì)單相和三相逆變電路作了分析,討論了幾種控制策略的選擇,提出間接電流控制中相位幅值分別控制方法和直接電流控制中滯環(huán)控制方法在逆變器并網(wǎng)中的實(shí)現(xiàn)意義.電流型有源逆變利用移相調(diào)節(jié),適合大功率場(chǎng)合.文章的最后部分比較分析電流型和電壓型電路的性能特點(diǎn).數(shù)字化是控制領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì),在具體實(shí)現(xiàn)能量回饋系統(tǒng)的過(guò)程中,該文也充分運(yùn)用數(shù)字式控制方式.在電流型逆變系統(tǒng)中,運(yùn)用可編程序控制器(PLC)作為控制核心,并在MCGS組態(tài)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)和工控機(jī)的通訊.在電壓型逆變系統(tǒng)中,將數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)作為控制中心,實(shí)現(xiàn)外圍電路工作及其控制.在以上基礎(chǔ)上,分別研制了一臺(tái)大功率晶閘管電流型有源逆變器和一臺(tái)電壓型并網(wǎng)逆變器.
上傳時(shí)間： 2013-06-20
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該論文在研究永磁同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行原理的基礎(chǔ)上詳細(xì)討論了其變頻調(diào)速的理論并且設(shè)計(jì)了一套基于DSP的永磁同步電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)定向矢量控制系統(tǒng).永磁同步電動(dòng)機(jī)相對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)具有體積小、效率高以及功率密度大等優(yōu)點(diǎn),因此自從上個(gè)世紀(jì)80年代,隨著永磁材料性能價(jià)格比的不斷提高,以及電力電子器件的進(jìn)一步發(fā)展,永磁同步電動(dòng)機(jī)的研究也進(jìn)入了一個(gè)新的階段.永磁同步電動(dòng)機(jī)既區(qū)別于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)又與電勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)相比有自身的特點(diǎn),因此該論文首先從永磁同步電動(dòng)機(jī)的本身出發(fā),討論了其穩(wěn)態(tài)運(yùn)行原理,分析了永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性、功率特性及效率.矢量控制理論的發(fā)明是交流調(diào)速領(lǐng)域中的一個(gè)重大突破,該論文詳細(xì)討論了永磁同步電動(dòng)機(jī)的矢量控制,在推導(dǎo)其精確數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上分析了矢量控制理論用于永磁同步電動(dòng)機(jī)控制的幾種電路控制策略,包括了i<,d>=0控制、cosψ=1控制,以及最大轉(zhuǎn)矩/電流控制方式,并且開(kāi)發(fā)出基于DSP的全數(shù)字永磁同步電動(dòng)機(jī)的矢量控制系統(tǒng),給出了其軟、硬件的設(shè)計(jì)方案.弱磁控制是永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制又一方面,論文分析了永磁同步電動(dòng)機(jī)弱磁調(diào)速的原理以及弱磁擴(kuò)速困難的原因,并由此提出了兩種特殊轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的新弱磁方案.直接轉(zhuǎn)矩控制是繼矢量控制后交流調(diào)速領(lǐng)域的又一個(gè)高性能控制方法,論文最后討論了直接轉(zhuǎn)矩控制理論在永磁同步電動(dòng)機(jī)控制上的運(yùn)用,并使MATLAB工具對(duì)永磁同步電動(dòng)機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究,仿真結(jié)果表明,直接轉(zhuǎn)矩控制具有動(dòng)態(tài)性能好,靜差小以及魯棒性好的特點(diǎn).
標(biāo)簽： 永磁同步電動(dòng)機(jī) 變頻調(diào)速系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-07-06
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