LED顯示屏自問世以來經(jīng)歷了飛速發(fā)展,如今已經(jīng)成為了平板顯示器的一個重要產(chǎn)品。LED顯示屏具有亮度高、功耗小、顏色鮮艷等特點,能完成實時性、多樣性、動態(tài)性的信息發(fā)布任務,勝任各種戶外公共場合。高效節(jié)能和保護環(huán)境已成為當今世界發(fā)展的重要議題。因此,為LED顯示屏提供高效節(jié)能的電源及其驅(qū)動技術,就成為了LED大屏幕顯示技術得到推廣普及的關鍵性問題。 本文設計了一種低功耗、小成本的LED顯示屏驅(qū)動電源,并在此基礎上研究了LED顯示屏的一種時序掃描算法。采用半橋式開關電源作為LED顯示屏驅(qū)動電源的基本拓撲,完成了EMI濾波器、主電路和控制驅(qū)動電路的設計工作:利用FPGA和VHDL語言設計了基于PWM技術的閉環(huán)反饋控制,實現(xiàn)了恒壓電源的基本要求;并在電源輸出整流側(cè)采用同步整流的設計方案,利用低導通阻抗的電力MOSFET,使整流損耗得到了大大降低。研究了LED顯示屏的基本掃描算法,介紹了LED顯示屏的一些基本常識和概念,利用FPGA和VHDL語言設計了一種簡易的LED顯示陣列。仿真和實驗研究表明該電路結(jié)構簡單、控制方便,掃描算法簡易可行,滿足了LED顯示屏時序掃描控制的基本要求。
上傳時間: 2013-06-23
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電機是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和日常生活最主要的原動力和驅(qū)動裝置。電機一旦發(fā)生故障,會造成不同程度的經(jīng)濟損失和社會影響。因此研究不同場合、不同運行狀態(tài)下電機故障診斷理論和相關技術具有很高的實用價值。 電機出現(xiàn)故障時,故障信號中往往含有大量的時變、短時突發(fā)性質(zhì)的成分。因此可以通過檢測、分析故障信號,獲得電機的故障信息。傳統(tǒng)的信號分析方法,如傅立葉變換,是一種純頻域分析,缺乏空間局部性,不能滿足故障信號分析的要求。而小波分析和小波包分析法具有良好的時頻局部性,能夠?qū)⑿盘栐谌我忸l段進行劃分,從而使在不同頻段的各種故障特征信號更加容易被識別和提取。基于小波包分析處理非平穩(wěn)信號的優(yōu)越性,本文選用小波包分析對電機故障信號進行分析檢測。 本文在研究了異步電機常見故障類型和診斷方法的基礎上,詳細分析了電機滾動軸承異常、轉(zhuǎn)子斷條、氣隙偏心等故障原因,采用基于信號分析法中的振動診斷法和定子電流檢測法,對電機滾動軸承故障、轉(zhuǎn)子斷條故障進行診斷。對于存在已知軸承故障的電機,在故障狀態(tài)下采集到振動信號,利用峭度值計算和小波包分析相結(jié)合的方法,選用db3作為小波基,進行小波包分析,對包含有故障特征頻率信息的信號進行重構,獲得軸承故障特征頻率,根據(jù)故障特征頻率的數(shù)值和能量,確定出軸承故障的類型。應用小波包分析和FFT相結(jié)合的方法,選用Coif5為小波包基,檢測轉(zhuǎn)子斷條故障特征頻率。在此基礎上,采集故障電機的振動信號和電流信號,并分別應用上述方法進行了仿真模擬實驗,結(jié)果表明這些方法是準確可行的。 論文以DSP為核心,完成了電機故障診斷系統(tǒng)的硬件電路的設計,包括信號檢測電路、調(diào)理電路,A/D轉(zhuǎn)換電路等,并給出了主要的軟件流程圖。
標簽: 異步電機 故障診斷 系統(tǒng)研究
上傳時間: 2013-04-24
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汽車從批量生產(chǎn)到現(xiàn)在已經(jīng)有100多年的歷史,其中,車輛電子化、電動化取得了驚人的進展,伴隨而來的是汽車用電量的迅速增加。專家預計到2010年電氣方面功率會達到10kW,電流將會增加3倍以上,如不增加電流,最有效的方法是盡量提高汽車電源供電電壓。電壓最好能在人體安全電壓范圍(DC60V)以下,42V是一種解決辦法。采用42V電源,可以直接減小導線尺寸和實現(xiàn)輕量化,從而降低成本。 在新的42V電源系統(tǒng)中,采用42V/14V雙電壓方案,對目前的電氣系統(tǒng)沖擊較小,過渡平緩。本文在綜合國內(nèi)外相關研究的基礎上,對42V/14V雙電壓電氣系統(tǒng)的技術發(fā)展以及現(xiàn)狀進行了較系統(tǒng)的研究。主要研究內(nèi)容如下: 首先,本文分析了汽車電源升壓的原因,介紹了國內(nèi)外的現(xiàn)狀。研究探討新型42V電源系統(tǒng)對汽車蓄電池的影響,介紹了混合動力車用蓄電池的特點,比較目前混合動力車用幾種蓄電池的方案。因為42V/14V雙電壓共存,存在多種直流電壓變換器,本文分析了DC/DC變換器的結(jié)構和原理,設計了高頻斬波型和二重軟開關兩種DC/DC變換器模塊方案。 其次,介紹了混合動力汽車42V一體化啟動發(fā)電機系統(tǒng)裝置的特點,敘述其工作原理和系統(tǒng)組成。提出了一種基于永磁同步電機ISG系統(tǒng)的設計方案。在對永磁同步電機理論研究的基礎上,本文完成了對永磁同步電機起動的實驗和調(diào)試。通過對實驗樣機做起動實驗,驗證了本文設計的ISG系統(tǒng)及電機的硬件驅(qū)動的可行性。 最后,汽車電源系統(tǒng)升壓會產(chǎn)生更高的瞬態(tài)高壓和更強的電磁干擾,本文簡要分析了其產(chǎn)生的原因,闡述了基本的抑制方法。 目前汽車電源系統(tǒng)由14V電源向42V電源發(fā)展已經(jīng)是必然的趨勢。作為過渡階段,對42V/14V雙電壓系統(tǒng)的研究將會是汽車界最近時期的一個重要內(nèi)容。42V汽車電源系統(tǒng)標準的實施,將對汽車電器和電子設備帶來巨大的沖擊,同時也會給整個汽車界帶來新一輪的電氣技術革命。
上傳時間: 2013-07-23
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近年來,多電平逆變器在高壓大容量電能變換中得到廣泛應用,而其控制策略和電路拓撲等已成為了研究熱點。相對傳統(tǒng)的兩電平逆變器,它具有效率高動態(tài)性能好,對電動機產(chǎn)生的諧波少,適合高壓大容量等優(yōu)點。但隨著電平數(shù)的增加,基本控制算法越來越復雜,同時還存在中點電壓不平衡等問題。將DSP數(shù)字控制技術應用于多電平逆變器不僅簡化了系統(tǒng)的硬件控制電路,提高了系統(tǒng)性能,還可以實現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化控制。 本文以二極管箝位式三電平逆變器為研究對象,首先介紹了三電平逆變器的拓撲結(jié)構和工作原理,對三電平逆變器的電路方程進行了深入的分析,在開關函數(shù)的基礎上建立了三電平逆變器的數(shù)學模型。在此基礎上,對空間電壓矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)算法進行了改進,并詳細推導了該調(diào)制算法的計算公式,結(jié)合中點電位控制來確定開關矢量的作用順序,使仿真和實現(xiàn)都比較容易。然后重點分析了三電平逆變器直流側(cè)電容電壓不平衡問題產(chǎn)生的原因,提出了一種能控制逆變器直流側(cè)電容中點電位平衡的電壓空間矢量脈寬調(diào)制方法。最后采用MATLAB仿真軟件對所推導的三電平逆變器SVPWM調(diào)制算法和中點電位平衡控制方法進行了仿真分析,證明了該調(diào)制算法的正確性和可行性。
上傳時間: 2013-05-20
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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(jié)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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地鐵列車牽引轉(zhuǎn)矩控制是影響列車安全可靠運行的重要因素,牽引變流模塊是整個列車交流傳動系統(tǒng)的核心設備,而牽引轉(zhuǎn)矩控制又是最關鍵的部分。本文以某城市國產(chǎn)化地鐵列車為研究對象,主要針對牽引轉(zhuǎn)矩控制方案進行研究并通過設計列車通信網(wǎng)絡對牽引轉(zhuǎn)矩實施監(jiān)測。 論文首先介紹地鐵列車牽引轉(zhuǎn)矩控制的研究現(xiàn)狀,分析目前高性能交流調(diào)速方法在地鐵列車牽引轉(zhuǎn)矩控制中的應用現(xiàn)狀。并簡要介紹了網(wǎng)絡監(jiān)測技術的研究現(xiàn)狀和CANopen總線協(xié)議在軌道交通車輛中的國內(nèi)外應用現(xiàn)狀。 采用可編程邏輯控制器PLC及其子模塊構建了通信網(wǎng)絡的硬件結(jié)構,并設計了通信網(wǎng)絡軟件。對CANopen的通信報文進行了具體設計,實現(xiàn)了應用層協(xié)議CANopen的功能。 根據(jù)實際運行的需求,對牽引電機轉(zhuǎn)矩控制、牽引逆變器的PWM控制方式進行了研究。采用帶轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)的轉(zhuǎn)速、磁鏈閉環(huán)矢量控制方法,應用帶定時調(diào)制環(huán)節(jié)的滯環(huán)電流比較PWM和優(yōu)化脈沖控制方案分段對逆變器進行PWM控制。通過設計牽引系統(tǒng)與CANopen網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)接口,實現(xiàn)了通信網(wǎng)絡對牽引控制效果的監(jiān)測,并對牽引特性曲線進行分析;選取特性曲線上的特定工作點,對牽引控制效果進行了分析說明。測試結(jié)果表明本文討論的牽引矢量控制和PWM控制方案能夠很好地滿足列車運營對牽引轉(zhuǎn)矩的要求。 目前,該系統(tǒng)正在進行線路運行調(diào)試和性能改進,準備交付用戶進行商業(yè)線路運營,具有很好的工程應用價值。
上傳時間: 2013-08-02
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非接觸電能傳輸技術是一門新興的能量傳輸技術,它集合了電力電子能量傳輸技術、磁場耦合技術以及現(xiàn)代控制理論。由于這種電能傳輸方式?jīng)]有接觸摩擦,可減少對設備的損傷,不會產(chǎn)生易引燃引爆的火花,解決了給移動設備特別是在惡劣環(huán)境下,工作設備的供電問題。在交通運輸、航空航天、機器人、醫(yī)療器械、照明、便攜式電子產(chǎn)品、礦井和水下應用等場合有著廣泛的應用前景。本文對非接觸電能傳輸技術進行了理論和實驗研究。主要研究內(nèi)容如下: ⑴介紹了非接觸電能傳輸技術的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,發(fā)展前景,基本原理與所涉及到的關鍵技術。 ⑵通過建立漏感模型,對采用各種補償方式時,補償電容的選擇進行了分析與研究,并對不同補償方式時,負載對系統(tǒng)傳輸效率的影響進行了分析。 ⑶介紹了PWM調(diào)制硬開關技術、軟開關技術,比較分析了應用于無接觸電能傳輸系統(tǒng)主變換器的幾種逆變器拓撲結(jié)構,詳細分析了移相全橋變換器的工作原理,在此基礎上,對變換器進行改進,提出了基于移相全橋控制的諧振變換器,并對變換器的工作原理進行了詳細分析。 ⑷對系統(tǒng)原副邊主電路的主要參數(shù)進行了分析與設計,對松耦合變壓器的結(jié)構選擇、主要參數(shù)進行了分析與設計。 ⑸分別用通用DSP芯片TMS320F2812和專用控制芯片UC3875對系統(tǒng)的控制電路進行了設計。 ⑹對系統(tǒng)進行了仿真研究,在仿真成功的基礎上,采用UC3875控制方案制作了實驗樣機,進行了實驗研究。
上傳時間: 2013-07-19
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射頻識別(Radio Frequency Identification,RFID)是一種允許非接觸式數(shù)據(jù)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(tǒng),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(tǒng)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(xiàn)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(xiàn)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(tǒng)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(guī)實驗室條件下得到準確公正的測試結(jié)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(huán)境中,由于受到各種環(huán)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(jié)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(jié)果數(shù)值非常接近,以致分辨度不足以區(qū)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(shù)據(jù)擬合分別得到不同類型標簽的路徑損耗方程,結(jié)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(qū)域。無源標簽由于其被動式能量獲取方式,其實際工作區(qū)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(fā)射功率下的激活區(qū)域。完成這些步驟后,根據(jù)這兩種區(qū)域的交集可以確定標簽的工作區(qū)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
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三相電壓不平衡度是衡量電網(wǎng)電能質(zhì)量的一個重要指標。在三相系統(tǒng)中,引起電壓不平衡的主要原因是發(fā)電機的輸出電壓不平衡和負載不平衡兩方面,電壓不平衡比較嚴重時,會給系統(tǒng)帶來諸多危害。近年來,STATCOM因其動態(tài)響應速度快,電流諧波含量小,裝置體積小等優(yōu)點,在電壓不平衡補償中的應用越來越廣。 首先本文研究了基于IGCT的STATCOM主電路。為了獲得更高的輸出電壓,通常需要將IGCT串聯(lián)使用。然而在器件串聯(lián)使用時,由于其特性的差異會產(chǎn)生暫態(tài)電壓分配不均衡,導致個別器件上產(chǎn)生過電壓而威脅器件的安全,嚴重時會燒毀器件。因此需要采用均壓電路來保證串聯(lián)結(jié)構中電壓的平均分配。本文重點對IGCT串聯(lián)均壓電路和緩沖電路進行了設計,在分析串聯(lián)均壓電路的同時,計算了吸收電容和吸收電阻的取值范圍。而后,對緩沖電路進行了Pspice仿真,通過仿真驗證了均壓電路的工作效果。結(jié)果表明,吸收電容和吸收電阻的取值合適,能夠?qū)GCT的串聯(lián)運行起到很好的保護作用。本文還對100Kvar/660VSTATCOM的主電路進行了參數(shù)設計,對IGCT的型號和各主要元件進行了選擇。 本文重點研究了不平衡系統(tǒng)中STATCOM的控制策略。建立了基于IGCT的STATCOM的數(shù)學模型;根據(jù)STATCOM的電流暫態(tài)模型,對電流電壓進行序分解,并做D—Q坐標變換,建立STATCOM在靜止坐標系下的正、負序數(shù)學模型?;诮⒌呢撔蚰P?,研究STATCOM在不平衡情況下的控制策略,本文采用無差拍控制方法;根據(jù)實際補償時遇到的問題:收斂速度慢、依賴固定的負載模型、魯棒性差等,對無差拍控制方法進行了優(yōu)化設計。該優(yōu)化方法在傳統(tǒng)無差拍的基礎上引入了參考電流觀測器和狀態(tài)觀測器;文中具體設計了這個改進無差拍控制器和其相關電路。經(jīng)分析與仿真驗證了本文提出的優(yōu)化控制方法,將該方法應用于STATCOM不平衡補償器,取得了良好的不平衡補償性能、快速的動態(tài)響應和良好的魯棒性。
上傳時間: 2013-06-05
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隨著經(jīng)濟的發(fā)展、生產(chǎn)管理自動化水平的不斷提高,將傳統(tǒng)的儀表、現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)技術相結(jié)合,研制帶有總線接口的現(xiàn)場智能檢測儀表及遠程網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)成為業(yè)界關注的熱點。本文對困內(nèi)外該課題的研究現(xiàn)狀進行了詳細分析,提出了一種基于CAN總線的智能儀表遠程傳輸系統(tǒng)的設計方案。 本文首先分析了課題的關鍵問題所在,并闡述了系統(tǒng)的總體設計方案。接著對系統(tǒng)的軟硬件設計進行了詳細的論述。在設計中選用C8051F040單片機作為現(xiàn)場智能檢測儀表的核心處理器,設計了信號調(diào)理電路、CAN總線接口電路和人機交互接口等,實現(xiàn)了對水體環(huán)境中溫度、pH、鹽度、濁度等常規(guī)參數(shù)的檢測,以此儀表作為CAN總線節(jié)點并通過CAN接口向總線發(fā)送檢測到的參數(shù)數(shù)據(jù)。還設計了基于ARM7處理器LPC2292嵌入式CAN—Ethernet網(wǎng)關。在網(wǎng)關硬件平臺設計完成的基礎上移植了嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS—Ⅱ,在此基礎上實現(xiàn)了一個經(jīng)過裁剪的適合嵌入式系統(tǒng)應用TCP/IP協(xié)議棧,并實現(xiàn)了嵌入式Web服務器,以此網(wǎng)關作為CAN總線主節(jié)點接收總線上的數(shù)據(jù)并保存在網(wǎng)關中。這樣,監(jiān)控中心管理人員通過IE瀏覽器訪問嵌入式CAN—Ethernet網(wǎng)關的Web服務器,就能夠在瀏覽器的Web頁面上動態(tài)顯示保存在網(wǎng)關中的智能儀表檢測的實時數(shù)據(jù)。 本系統(tǒng)在實際測試中運行穩(wěn)定可靠,通過對運行結(jié)果和性能的分析可知,將工業(yè)以太網(wǎng)和CAN總線技術與智能儀表結(jié)合起來,將現(xiàn)場智能設備的各種信息傳到遠離現(xiàn)場的控制室,可以實現(xiàn)某些特殊或危險的無人值守場合的監(jiān)控,使生產(chǎn)中的事故降到最低點,同時易于設備的后期維護,能給企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益。同時本系統(tǒng)是一個全開放式系統(tǒng),具有很強移植性和技術升級空間,可以很容易地應用到其他監(jiān)控領域如國防軍工、海洋地質(zhì)、環(huán)境生態(tài)等各行各業(yè),具有良好的發(fā)展前景。
上傳時間: 2013-04-24
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