該文通過研究直流調(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)速器相結合,驅(qū)動鼠籠型異步電機的節(jié)能型電動車交流驅(qū)動系統(tǒng).該系統(tǒng)在功能上實現(xiàn)了車輛剎車減速或下坡制動時能量的回饋,達到節(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,克服了傳統(tǒng)直流驅(qū)動系統(tǒng)的諸多缺陷,降低了成本,減少了維護;采用ZCZVS技術,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,簡化了系統(tǒng)結構,節(jié)約了空間,提高了整個系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟性.論文詳細分析了系統(tǒng)工作原理,進行了拓撲和參數(shù)設計,并完成一套300W樣機的制作,通過相應的仿真和實驗測試,驗證了系統(tǒng)的可行性,特別適用于頻繁減速或剎車制動的電動車輛.預計該系統(tǒng)在旅游風景區(qū)、山城等將有很好的應用前景.
上傳時間: 2013-07-01
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該文主要研究了以TI公司的16位定點TMS320F240型DSP為控制核心的全數(shù)字交流變頻調(diào)速系統(tǒng)硬件、軟件的設計理論和設計方法.該系統(tǒng)主要由主電路、系統(tǒng)保護電路、控制回路和采樣回路組成.主電路部分包括整流、濾波、逆變器(IPM)、IPM驅(qū)動電路等;系統(tǒng)保護電路包括過壓欠壓保護、限流啟動、IPM故障保護、過流保護等;控制回路包括DSP最小系統(tǒng)電路、與PC機通訊接口電路、仿真接口電路、PWM信號發(fā)生電路、A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路等;采樣電路包括電流采樣、電壓采樣、轉(zhuǎn)速采樣.在軟件方面,考慮到SVPWM相對于SPWM具有較高的直流電壓利用率,以及更適合于數(shù)字控制系統(tǒng),該文在研究SVPWM控制原理的基礎上,編制了基于SVPWM的開環(huán)控制程序.該文最后給出了試驗結果,開環(huán)運行試驗結果表明,該系統(tǒng)可以在0-50Hz范圍內(nèi)平滑調(diào)速,在10Hz以上具有較強的帶負載能力,以及抗干擾能力.
標簽: DSP PWM 變頻調(diào)速系統(tǒng)
上傳時間: 2013-05-21
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論文分析了混合式步進電動機的工作原理和運行特性。采用簡化的磁網(wǎng)絡模型,推導了建立二相混合式步進電機數(shù)學模型的關系式。并對步進電機的多種驅(qū)動技術進行了詳細的研究,著重分析和論述了正弦脈寬調(diào)制細分驅(qū)動技術。文中對整個系統(tǒng)的結構、硬件電路設計及驅(qū)動軟件編程進行了研究和實現(xiàn),并給出了系統(tǒng)性能實驗結果。 步進電機的使用離不開步進電機驅(qū)動器,驅(qū)動器的優(yōu)劣影響著步進電機的運行性能。傳統(tǒng)的驅(qū)動方式側重于使步進電機繞組電流以盡可能短的時間上升到額定值,以提高電機高速運行時的轉(zhuǎn)矩,一般步距角較大,且造成低速運行時的振動和噪聲加大。針對此問題,開發(fā)出一種新型的基于單片機的多細分二相混合式步進電機驅(qū)動器。該驅(qū)動器以二相混合式步進電動機的靜態(tài)和動態(tài)運行特性為出發(fā)點,主要分為數(shù)字控制部分、GAL片邏輯綜合信號處理單元、SG3525恒流控制電路、驅(qū)動功放電路、過流保護及反饋電路和系統(tǒng)供電電源模塊等。采用專用集成芯片和可編程邏輯器件,以8位單片機AT89C51為控制核心,實現(xiàn)恒流控制、正/反轉(zhuǎn)運行、過流保護和多檔位細分等功能。在器件選型和軟、硬件設計方面兼顧了性能與成本等因素,性價比較高且通用性強。 該驅(qū)動器樣機已完成制作并進行了聯(lián)調(diào)測試,文中給出了測試結果并對所測波形進行了分析。實驗結果表明,系統(tǒng)硬件和軟件設計合理可行,各項技術指標均達到了設計要求。它與混合式步進電動機配套可以明顯地改善步進電動機的運行性能,拓寬其應用領域。
上傳時間: 2013-06-07
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自上世紀初以來,電力發(fā)電、輸配電系統(tǒng)都是三相系統(tǒng)。因此,大多數(shù)電機調(diào)速系統(tǒng)都是由三相電機與三相變頻器構成的。但是目前三相電機的地位已經(jīng)受到一定的挑戰(zhàn),一是在低壓大功率的傳動場合,二是在對系統(tǒng)可靠性要求很高的場合。而多相電機調(diào)速系統(tǒng)除了可以用低壓功率器件實現(xiàn)大功率等級外,具有多相冗余結構使調(diào)速系統(tǒng)的可靠性得以改善。因此,多相電機調(diào)速系統(tǒng)的研究受到日益廣泛的關注。 和常規(guī)的三相感應電機相比多相感應電機有著許多優(yōu)點,例如多相感應電機在一相或多相定子繞組開路和短路時仍然可以起動或繼續(xù)運行,轉(zhuǎn)矩脈動小,轉(zhuǎn)子損耗小,運行性能好,可以在不提高相電壓的情況下增加電機的容量,比較適合應用于艦艇推進系統(tǒng)等方面。 本文在傳統(tǒng)的三相電機調(diào)速系統(tǒng)的基礎上,致力于研究多相電機調(diào)速系統(tǒng),以多相感應電機為主要研究對象,進行了深入的研究,主要包括以下幾個方面: 1、對多相電機調(diào)速系統(tǒng)作了較為全面的綜述,介紹了多相電機調(diào)速系統(tǒng)的特點和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。 2、研究了多相感應電機的基本結構。從電機的繞組連接方式入手,對多相感應電機進行了諧波分析,從理論上證明了多相電機相對于三相電機在減小諧波含量方面的優(yōu)越性,同時探討了多相感應電機的數(shù)學模型。 3、在三相感應電機電磁設計程序的基礎上整理推導了多相感應電機的電磁設計程序,并用Visual C++編程語言開發(fā)了多相感應電機的電磁設計軟件。 4、對多相感應電機的電磁場進行了詳細的分析,運用電磁場有限元分析軟件Maxwell 2D對本論文中的樣機的瞬態(tài)磁場進行分析,分析結果同用VC所編寫的電磁設計程序的計算結果進行比較,驗證了所設計樣機數(shù)據(jù)的合理性。
上傳時間: 2013-07-30
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在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和自動控制方面,經(jīng)常要用到低速驅(qū)動,以前一般采用電動機加減速器或永磁感應子式電動機來實現(xiàn),但是他們存在著很多缺點和不足。隨著分數(shù)槽繞組結構的提出,分數(shù)槽永磁同步電機在低速驅(qū)動領域的應用越來越廣泛。本文將對這種特殊結構的電機進行詳細的介紹和分析。 分數(shù)槽繞組和整數(shù)槽繞組是電機繞組的兩種重要形式。本文首先從電機結構和繞組電感兩個方面對分數(shù)槽繞組電機和整數(shù)槽繞組電機進行比較,以加深對分數(shù)槽繞組結構的理解。分數(shù)槽繞組也存在對稱性問題,即并不是所有的分數(shù)槽繞組都是各相對稱的,接下來本文給出了分數(shù)槽繞組的對稱條件,為分數(shù)槽繞組電機的設計提供依據(jù)。在分數(shù)槽電機中,節(jié)距y=1的分數(shù)槽繞組是一種非常重要的繞組,是中小型永磁電機和永磁交流伺服電機使用最多的的分數(shù)槽繞組,本文將對這種繞組形式進行詳細介紹,為了便于以后分析和應用,還將給出這類電機常用的極槽配合和繞組的各種參數(shù)。整數(shù)槽電機60°相帶繞組的排列比較簡單,分數(shù)槽電機則顯的比較復雜,本文將具體介紹兩種繞組排列方法來解決這一問題。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,光伏發(fā)電技術取得了長足的進步,太陽能已經(jīng)成為當今能源的一個重要補充。光伏并網(wǎng)發(fā)電是太陽能大規(guī)模利用的必然趨勢。本文以光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的核心設備并網(wǎng)逆變器為研究對象,首先給出了單相光伏并網(wǎng)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(wǎng)系統(tǒng)的人機交互子系統(tǒng)等進行了深入的研究。 并網(wǎng)逆變器的硬件設計是整個系統(tǒng)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(wǎng)逆變器,采用F2812DSP作為系統(tǒng)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(tǒng)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(yōu)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(xiàn)過程。 并網(wǎng)逆變器輸出級的跟蹤控制技術是系統(tǒng)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(shù)學模型,深入分析了T型輸出濾波器的原理及電網(wǎng)電壓對輸出電流的影響,提出了基于前饋補償?shù)臄?shù)字PI控制,并給出了其在DSP中的實現(xiàn)過程。 為完成對并網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)控和設置,設計了人機交互子系統(tǒng),該系統(tǒng)是一個小型嵌入式系統(tǒng),用MODBUS協(xié)議實現(xiàn)了子系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的通信。本文詳細分析了整個子系統(tǒng)的軟硬件設計過程。 最后,對整個系統(tǒng)進行了實驗驗證,結果表明了系統(tǒng)方案的可行性,系統(tǒng)實現(xiàn)了穩(wěn)定可靠運行。
標簽: 單相 光伏并網(wǎng) 數(shù)字式
上傳時間: 2013-05-26
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電源是電子設備的重要組成部分,其性能的優(yōu)劣直接影響著電子設備的穩(wěn)定性和可靠性。隨著電子技術的發(fā)展,電子設備的種類越來越多,其對電源的要求也更加靈活多樣,因此如何很好的解決系統(tǒng)的電源問題已經(jīng)成為了系統(tǒng)成敗的關鍵因素。 本論文研究選取了BICMOS工藝,具有功耗低、集成度高、驅(qū)動能力強等優(yōu)點。根據(jù)電流模式的PWM控制原理,研究設計了一款基于BICMOS工藝的雙相DC-DC電源管理芯片。本電源管理芯片自動控制兩路單獨的轉(zhuǎn)換器工作,兩相結構能提供大的輸出電流,但是在開關上的功耗卻很低。芯片能夠精確的調(diào)整CPU核心電壓,對稱不同通道之間的電流。本電源管理芯片單獨檢測每一通道上的電流,以精確的獲得每個通道上的電流信息,從而更好的進行電流對稱以及電路的保護。 文中對該DC-DC電源管理芯片的主要功能模塊,如振蕩器電路、鋸齒波發(fā)生電路、比較器電路、平均電流電路、電流檢測電路等進行了設計并給出了仿真驗證結果。該芯片只需外接少數(shù)元件就可構成一個高性能的雙相DC-DC開關電源,可廣泛應用于CPU供電系統(tǒng)等。 通過應用Hspice軟件對該變換器芯片的主要模塊電路進行仿真,驗證了設計方案和理論分析的可行性和正確性,同時在芯片模塊電路設計的基礎上,應用0.8μmBICMOS工藝設計規(guī)則完成了芯片主要模塊的版圖繪制,編寫了DRC、LVS文件并驗證了版圖的正確性。所設計的基于BICMOS工藝的DC-DC電源管理芯片的均流控制電路達到了預期的要求。
上傳時間: 2013-06-06
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在能源枯竭與環(huán)境污染問題日益嚴重的今天,新能源的開發(fā)與利用愈來愈受到重視。太陽能是當前世界上最清潔、最現(xiàn)實、最有大規(guī)模開發(fā)利用前景的可再生能源之一。其中太陽能光伏利用受到世界各國的普遍關注。而太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電是太陽能光伏利用的主要發(fā)展趨勢,必將得到快速的發(fā)展。在并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)中,逆變器是系統(tǒng)中最末一級或唯一一級能量變換裝置,其效率的高低、可靠性的好壞將直接影響整個并網(wǎng)型系統(tǒng)的性能和投資。按照不同的標準光伏并網(wǎng)逆變器的拓撲結構分為很多種,本文主要研究單相非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器。 文章首先概述了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展情況并分析了當前國際金融危機對光伏產(chǎn)業(yè)的影響。其次,分析了當前國際市場上主要的光伏逆變器產(chǎn)品的特點,概括了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中光伏陣列的配置。隨后,本文以單相全橋拓撲為模型分析了非隔離型并網(wǎng)系統(tǒng)在采用不同的PWM調(diào)制策略下的共模電流,指出了抑制共模電流需滿足的條件。對于全橋和半橋拓撲,分析了不同的濾波方式對共模電流抑制的影響。總結了能夠抑制共模電流的實用電路拓撲并提出了一種能夠抑制共模電流的新拓撲。對不同拓撲的損耗情況在文章中進行了比較。 對于非隔離型并網(wǎng)系統(tǒng)中的逆變器易向電網(wǎng)注入直流分量的問題,首先分析了直流分量產(chǎn)生的原因及其導致變壓器產(chǎn)生的直流偏磁飽和現(xiàn)象。在此基礎上,總結了抑制直流分量的方法,指出了半橋拓撲能夠抑制直流分量。對于并網(wǎng)電流的控制,工程上通常采用比例積分控制器,而比例積分控制器在理論上無法實現(xiàn)無靜差控制,因此,本文對能夠?qū)崿F(xiàn)無靜差控制的比例諧振控制器進行了簡要分析。最后,在非隔離型1.5kW實驗平臺上對共模電流和直流分量的抑制方法進行了驗證。
標簽: 單相 光伏并網(wǎng) 非隔離型
上傳時間: 2013-07-30
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本文研究了高頻感應加熱電源的鎖相控制技術。分別建立了定角與定時控制技術的MOSFET電壓型諧振逆變器仿真模型,分析比較了兩者的優(yōu)缺點,從而得出了定角控制技術為較優(yōu)的結論;通過理論分析與實驗測量MOSFET損耗的方法對最優(yōu)鎖相角度的選取進行了探索;最后設計了以DSP為核心的定角鎖相控制電路,并運用MATLAB軟件進行了仿真研究以及DSP代碼自動生成,驗證了方案的可行性。這種控制方法可以使逆變器工作在小感性準諧振狀態(tài),降低了MOSFET損耗,具有線路簡單、響應迅速、控制靈活等優(yōu)點,為工程運用打下了堅實的基礎。
上傳時間: 2013-05-29
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逆變器作為光伏陣列和電網(wǎng)接口的主要設備,它的性能決定著整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能。為了將光伏陣列產(chǎn)生的電能最大限度地饋入電網(wǎng),并提高其運行的穩(wěn)定度、可靠性和精確度,必須對并網(wǎng)逆變器的主電路拓撲選擇、濾波器參數(shù)設計及其控制策略選取等進行深入研究。 論文首先分析了光伏發(fā)電的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和應用前景,對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的種類、結構和并網(wǎng)標準進行了綜述。針對眾多適用于光伏并網(wǎng)的逆變器拓撲進行了詳細的比較分析,最終確定了一臺單相滿載功率1kW、并網(wǎng)電壓220V的逆變器拓撲及其主電路參數(shù),對其輸出濾波器參數(shù)進行設計,并對其進行了幅頻特性分析。 其次,詳細分析和研究逆變器的并網(wǎng)控制策略,確定了在獨立工作模式下的瞬時電壓控制策略和在并網(wǎng)工作模式下的瞬時電流控制策略。根據(jù)選定的控制策略分別對其控制系統(tǒng)進行了建模和閉環(huán)參數(shù)設計,并利用Sabet軟件進行系統(tǒng)仿真,驗證了系統(tǒng)建模和設計的正確性。 接著,在分析光伏陣列特性的基礎上,總結和比較了常用的幾種MPPT(Maximum Power Point Tracking)控制方法,通過擾動觀測法對并網(wǎng)逆變器輸出電流的控制,實現(xiàn)了光伏陣列的MPPT,并給出了設計方案和實驗驗證。 最后,根據(jù)以上分析結果,研制了一臺基于DSP控制的光伏并網(wǎng)逆變器的試驗樣機,并詳述了其軟硬件的設計方案,給出了相關實驗結果。
標簽: 單相 光伏并網(wǎng) 逆變器
上傳時間: 2013-04-24
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