隨著電力電子技術(shù)、微處理器技術(shù)以及控制技術(shù)的發(fā)展,基于轉(zhuǎn)子磁鏈定向的交流電機(jī)矢量控制系統(tǒng)以其優(yōu)良的性能受到了廣泛應(yīng)用。采用SVPWM逆變器的異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)在轉(zhuǎn)速參考值變化或者負(fù)載轉(zhuǎn)矩參考值變化的動(dòng)態(tài)情況下,參考電壓矢量可能會(huì)超出基本空間矢量構(gòu)成的正六邊形,此時(shí)便出現(xiàn)動(dòng)態(tài)過(guò)調(diào)制,需要用過(guò)調(diào)制策略將超出的電壓矢量重新限定在正六邊形邊界內(nèi)。不同的過(guò)調(diào)制策略會(huì)給整個(gè)系統(tǒng)帶來(lái)不同的動(dòng)態(tài)性能,本文在對(duì)過(guò)調(diào)制策略進(jìn)行完善的基礎(chǔ)上,針對(duì)三種過(guò)調(diào)制策略對(duì)交流電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)性能的影響進(jìn)行了研究,并對(duì)其機(jī)理進(jìn)行了理論分析與探討。 @@ 本文首先以三相異步電動(dòng)機(jī)在兩相靜止坐標(biāo)系下的動(dòng)態(tài)方程為基礎(chǔ),按照轉(zhuǎn)子磁鏈定向,設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)器,完成了勵(lì)磁電流分量和轉(zhuǎn)矩電流分量的解耦,并構(gòu)建了基于SVPWM的異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)的MATLAB仿真模型。在矢量控制中,電流控制對(duì)系統(tǒng)性能具有重要影響。為了改善系統(tǒng)性能,所設(shè)計(jì)的矢量控制系統(tǒng)采用了同步電流控制,并對(duì)反電勢(shì)進(jìn)行了前饋補(bǔ)償。 @@ 在分析了現(xiàn)有的三種過(guò)調(diào)制策略之后,對(duì)過(guò)調(diào)制策略進(jìn)行了完善,并構(gòu)建了異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)的過(guò)調(diào)制仿真模型。過(guò)調(diào)制中,當(dāng)原參考電壓矢量位于正六邊形中任意兩個(gè)扇區(qū)交界附近時(shí),過(guò)調(diào)制策略2和3所得到的新電壓矢量仍會(huì)超出正六邊形邊界,過(guò)調(diào)制算法不再適用于此區(qū)域。針對(duì)以上不足,本文對(duì)過(guò)調(diào)制策略2和3進(jìn)行了完善,使過(guò)調(diào)制算法適用于所有區(qū)域。采用完善后的過(guò)調(diào)制策略對(duì)轉(zhuǎn)速參考值變化和負(fù)載轉(zhuǎn)矩參考值變化的異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真,發(fā)現(xiàn)在加速與加載的條件下,過(guò)調(diào)制策略2的動(dòng)態(tài)性能好于過(guò)調(diào)制策略1,而過(guò)調(diào)制策略3的動(dòng)態(tài)性能最佳,具有最小的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間,暫態(tài)性能優(yōu)良;在減載的條件下,過(guò)調(diào)制策略1和2能夠很快的進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài),但是過(guò)調(diào)制策略3卻出現(xiàn)問題,動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間很長(zhǎng),說(shuō)明此策略具有一定的局限性。 @@ 本文深入探討了三種過(guò)調(diào)制策略導(dǎo)致不同動(dòng)態(tài)性能的內(nèi)在機(jī)理,通過(guò)對(duì)三種過(guò)調(diào)制策略中電壓矢量的幅值和相位進(jìn)行分析,理論上解釋了出現(xiàn)不同動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間的原因。出現(xiàn)過(guò)調(diào)制時(shí),過(guò)調(diào)制策略2中新電壓矢量的幅值總是大于過(guò)調(diào)制策略1中新電壓矢量的幅值,所以動(dòng)態(tài)性能更好。在加速和加 載條件下,過(guò)調(diào)制策略3中新電壓矢量的相位總是超前于過(guò)調(diào)制策略1和2中新電壓矢量的相位,因此可以獲得更快的動(dòng)態(tài)響應(yīng),暫態(tài)性能更佳。但是在減載條件下,過(guò)調(diào)制策略3中新電壓矢量與原電壓矢量間的相位關(guān)系處于無(wú)規(guī)律的超前滯后狀態(tài),導(dǎo)致過(guò)調(diào)制策略3出現(xiàn)問題,動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間很長(zhǎng),說(shuō)明此過(guò)調(diào)制策略有其不足之處,有待于改進(jìn)。@@關(guān)鍵詞:SVPWM;矢量控制;過(guò)調(diào)制;動(dòng)態(tài)性能
標(biāo)簽: SVPWM 逆變器 過(guò)調(diào)制
上傳時(shí)間: 2013-06-27
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該系統(tǒng)是一款磁卡閱讀存儲(chǔ)器,根據(jù)用戶要求解決了普通閱讀器只能實(shí)時(shí)連接計(jì)算機(jī),不能單獨(dú)使用的問題。而且針對(duì)作為特殊用途的磁卡,要求三道磁道都記錄數(shù)據(jù),并且第三磁道記錄格式與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的記錄格式不同時(shí),系統(tǒng)配套的應(yīng)用程序?qū)ζ渥隽苏_譯碼、顯示。 @@ 整個(gè)系統(tǒng)包括單片機(jī)控制的閱讀存儲(chǔ)器硬件部分,和配套使用的計(jì)算機(jī)界面應(yīng)用程序軟件部分。其中硬件電路包括磁條譯碼芯片、外部存儲(chǔ)器芯片、串口電平轉(zhuǎn)換芯片等等,所有的工作過(guò)程都是由單片機(jī)控制。我們這里選用紫外線擦除的87C52單片機(jī),電路使用的集成電路芯片都是采用SMT封裝器件,極大縮小了讀存器的體積,使用簡(jiǎn)單,攜帶方便。 @@ 磁條譯碼芯片采用的是中青科技有限公司出品的M3-230.LQ F/2F解碼器集成電路。該IC實(shí)現(xiàn)了磁信號(hào)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。外部存儲(chǔ)器則是使用的8K Bytes的24LC65集成芯片,擴(kuò)展8片,總?cè)萘窟_(dá)到8×8K。 @@ MAXIM公司出品的MAX232實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)TTL電平到RS232接口電平的轉(zhuǎn)換,從而與計(jì)算機(jī)串口實(shí)現(xiàn)硬件連接。 @@ 計(jì)算機(jī)界面顯示程序采用當(dāng)今使用最廣的面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言Visual Basic 6.0版本(以后簡(jiǎn)稱VB),并且使用VB帶有的串口通信控件MScomm,通過(guò)設(shè)置其屬性,使其和下位機(jī)單片機(jī)協(xié)議保持一致,進(jìn)而進(jìn)行正確的串口通信。關(guān)于磁道上數(shù)據(jù)記錄的譯碼,則是通過(guò)對(duì)每條磁道上數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),認(rèn)真分析,進(jìn)而得到了各條磁道各自的編碼規(guī)則,按照其規(guī)則對(duì)其譯碼顯示。這部分程序也是通過(guò)VB編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的。另外,計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序部分還實(shí)現(xiàn)了對(duì)下位機(jī)讀存器的擦除控制。 @@關(guān)鍵詞:磁卡,閱讀存儲(chǔ)器,單片機(jī),串口通信,track3數(shù)據(jù)譯碼
上傳時(shí)間: 2013-08-05
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直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)(DTC)是繼矢量控制技術(shù)之后交流調(diào)速領(lǐng)域中新興的控制技術(shù),它采用空間矢量分析的方法,直接在定子坐標(biāo)系下計(jì)算并控制異步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和磁鏈,采用定子磁場(chǎng)定向,直接對(duì)逆變器的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行最佳控制,從而能夠快速而準(zhǔn)確地控制異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和磁鏈,以獲得轉(zhuǎn)矩的高動(dòng)態(tài)性能。目前在高速離心機(jī)行業(yè),普遍采用通用型變頻器,其通用性好,但參數(shù)較多,價(jià)格較貴,為了降低成本增強(qiáng)控制性能,本文利用直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),采用直接轉(zhuǎn)矩控制策略設(shè)計(jì)并制作了針對(duì)高速離心機(jī)的專用變頻器。 本文介紹了異步電動(dòng)機(jī)和逆變器的基本數(shù)學(xué)模型,分析了異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理,以及直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的基本組成,對(duì)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究,建立了基于MATLAB/Simulink的仿真系統(tǒng),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(jī)轉(zhuǎn)矩觀測(cè)模型、轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器、磁鏈調(diào)節(jié)器、扇區(qū)判斷、開關(guān)表選擇等,給出了系統(tǒng)加減負(fù)載和加減轉(zhuǎn)速仿真結(jié)果,仿真結(jié)果表明了其磁鏈軌跡近似為圓形,系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能,同時(shí)證明了建立的轉(zhuǎn)矩和磁鏈觀測(cè)模型以及控制算法的正確性和可行性。根據(jù)仿真實(shí)現(xiàn)方法以及結(jié)果的指導(dǎo),設(shè)計(jì)并制作了整個(gè)系統(tǒng)的硬件電路,包括主電路(單相整流、濾波、制動(dòng)電路、啟動(dòng)限流電路、逆變電路)、控制電路(DSP、驅(qū)動(dòng)隔離放大、采樣)并對(duì)各器件進(jìn)行選型,給出了硬件各部分電路圖;最后介紹了系統(tǒng)的軟件流程以及各模塊的程序?qū)崿F(xiàn),系統(tǒng)的軟件部分采用C語(yǔ)言進(jìn)行編程,實(shí)現(xiàn)了定子相電流的采樣、定子相電壓的計(jì)算、定子磁鏈的計(jì)算和開關(guān)信號(hào)的輸出等功能。在分別對(duì)硬件和軟件各部分進(jìn)行調(diào)試后,進(jìn)行了系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試,以TMS320F2808作為控制器,在一臺(tái)功率為1.5KW的交流異步電機(jī)上實(shí)現(xiàn)了直接轉(zhuǎn)矩控制。
標(biāo)簽: 直接轉(zhuǎn)矩控制 變頻器
上傳時(shí)間: 2013-05-31
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雙向DC/DC變換器(Bi-directionalDC/DCconverters)是能夠根據(jù)需要調(diào)節(jié)能量雙向傳輸?shù)闹绷?直流變換器。隨著科技的發(fā)展,雙向DC/DC變換器的應(yīng)用需求越來(lái)越多,正逐步應(yīng)用到無(wú)軌電車、地鐵、列車、電動(dòng)車等直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),直流不間斷電源系統(tǒng),航天電源等場(chǎng)合。一方面,雙向DC/DC變換器為這些系統(tǒng)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(jié)約能量。 大多數(shù)雙向DC/DC變換器采用復(fù)雜的輔助網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)技術(shù),本文所研究的Buck/Boost雙向的DC/DC變換器從拓?fù)渖辖鉀Q器件軟開關(guān)的問題;由于Buck/Boost雙向DC/DC變換器的電流紋波較大,這會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的電磁干擾,本文結(jié)合Buck/Boost雙向DC/DC變換器拓?fù)渑c磁耦合技術(shù)使電感電流紋波減小;由于在同一頻率下不同負(fù)載時(shí)電流紋波不同,本文在控制時(shí)根據(jù)負(fù)載改變PWM頻率,從而使輕載時(shí)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(jìn)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(guò)對(duì)DSP寄存器的配置可以實(shí)現(xiàn)Buck/Boost雙向DC/DC變換器的控制PWM;DSP具有多路高速的A/D轉(zhuǎn)換接口,并可以通過(guò)配合PWM完成對(duì)反饋采樣,具備一定的濾波功能。 本文所研究的數(shù)字雙向DC/DC變換器實(shí)現(xiàn)了在Buck模式下功率MOSFET的零電壓開通及零電壓關(guān)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(shí)PWM頻率的提升也使得電流紋波變小。
標(biāo)簽: F2808 2808 320F DCDC
上傳時(shí)間: 2013-06-08
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繞組勵(lì)磁同步電機(jī)具有功率因數(shù)可調(diào)、效率高等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)大功率場(chǎng)合獲得了廣泛應(yīng)用,因此研究和開發(fā)高性能的繞組勵(lì)磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。目前開發(fā)高性能繞組勵(lì)磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所采用的控制方案主要有兩種:一種是直接轉(zhuǎn)矩控制(DTFC);另一種是磁場(chǎng)定向矢量控制(FOC)。繞組勵(lì)磁同步電機(jī)的矢量控制策略具有控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,物理概念清晰,電流、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小,轉(zhuǎn)速響應(yīng)迅速,易實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制等優(yōu)點(diǎn)。因此,在交流傳動(dòng)領(lǐng)域中,越來(lái)越受到學(xué)者的關(guān)注。但是,無(wú)論在國(guó)內(nèi)還是國(guó)外,交直交型繞組勵(lì)磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的研究還缺乏全面深入的理論研究,還沒有建造起矢量控制系統(tǒng)的理論體系構(gòu)架。本文對(duì)繞組勵(lì)磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行了初步的理論探討,并進(jìn)行了詳細(xì)的實(shí)踐研究,為以后更深入、廣泛地研究此系統(tǒng),打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本論文主要研究?jī)?nèi)容如下: @@ 通過(guò)廣泛的查找文獻(xiàn),對(duì)幾種常見的同步電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了綜述,分析了同步電機(jī)變頻調(diào)速原理,在此基礎(chǔ)上,講述了無(wú)傳感器技術(shù)在同步電機(jī)中的應(yīng)用現(xiàn)狀。無(wú)傳感器技術(shù)主要有兩大類:基于基波量的檢測(cè)方法和基于外加信號(hào)的激勵(lì)法。隨后,對(duì)轉(zhuǎn)子初始位置的估計(jì)進(jìn)行了綜述,其方法有:基于電機(jī)定子鐵芯飽和效應(yīng)的轉(zhuǎn)子位置估計(jì),高頻信號(hào)注入法,基于定子繞組感應(yīng)電壓的估計(jì)法和基于相電感計(jì)算法等。繞組勵(lì)磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置估計(jì)的研究還很少。 @@ 對(duì)繞組勵(lì)磁同步電機(jī)矢量控制的理論進(jìn)行了全面深入地研究,建立起矢量控制的理論體系構(gòu)架。 @@ 首先,基于磁勢(shì)等效原理,將三相靜止交流信號(hào)等效變換為兩相旋轉(zhuǎn)直流信號(hào),將交流電機(jī)等效為直流電機(jī)進(jìn)行控制。在Clarke變換和Park變換的基礎(chǔ)上,得到凸極同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的電壓矩陣方程、功率方程和運(yùn)動(dòng)方程。根據(jù)上述方程,繪出dq軸的等值電路及矢量圖,得到狀態(tài)空間描述的dq軸數(shù)學(xué)模型。 @@ 其次,根據(jù)模型參考自適應(yīng)原理,對(duì)同步電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行估計(jì)。忽略同步電機(jī)d軸阻尼繞組的作用,取同步轉(zhuǎn)速為零,得到同步電機(jī)αβ靜止坐標(biāo)系下 的數(shù)學(xué)模型。將不含有轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速信息的方程作為參考模型,將含有轉(zhuǎn)速參數(shù)的方程作為可調(diào)模型,根據(jù)波波夫超穩(wěn)定性和正性原理,對(duì)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速進(jìn)行估計(jì)。@@ 最后,根據(jù)模型參考自適應(yīng)估計(jì)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速,設(shè)計(jì)磁通觀測(cè)器來(lái)估計(jì)轉(zhuǎn)子磁通,實(shí)現(xiàn)磁通反饋閉環(huán)控制。磁通觀測(cè)器采用降維觀測(cè)器,僅對(duì)轉(zhuǎn)子磁通分量進(jìn)行重構(gòu),并通過(guò)極點(diǎn)配置算法,合理配置觀測(cè)器的極點(diǎn),使觀測(cè)器滿足系統(tǒng)的性能指標(biāo),達(dá)到磁通觀測(cè)的目的。 @@ 新穎的空間矢量脈寬調(diào)制算法。從空間矢量的基本概念入手,深入分析了定子三相對(duì)稱電壓與空間電壓矢量之間的關(guān)系。由三相電壓源型逆變器輸出電壓波形得到六個(gè)有效開關(guān)狀態(tài)矢量,這六個(gè)開關(guān)矢量和兩個(gè)零矢量合成一組等幅不同相的電壓空間矢量,去逼近圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。其次,根據(jù)空間電壓矢量所在的扇區(qū),選擇相鄰有效開關(guān)矢量,在伏秒平衡的法則下,計(jì)算各有效開關(guān)矢量的作用時(shí)間。并且,探討了扇區(qū)判斷和扇區(qū)過(guò)渡問題,定性分析了空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的性能。最后,根據(jù)每個(gè)扇區(qū)中開關(guān)矢量作用時(shí)間,采用軟件構(gòu)造法,在TMS320LF2407A硬件上實(shí)現(xiàn)了SVPWM。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該算法簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn),能夠有效的提高直流母線的電壓利用率,具有在低頻運(yùn)行穩(wěn)定,逆變器輸出電流正弦度好等優(yōu)點(diǎn)。 @@ 空間矢量過(guò)調(diào)制算法的研究。在上述線性調(diào)制的基礎(chǔ)上,提出一種基于電壓空間矢量的過(guò)調(diào)制方法。過(guò)調(diào)制區(qū)域根據(jù)調(diào)制度分成兩種不同的模式,分別為模式Ⅰ(0.907
上傳時(shí)間: 2013-07-25
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在能源枯竭與環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重的今天,新能源的開發(fā)與利用愈來(lái)愈受到重視。太陽(yáng)能是當(dāng)前世界上最清潔、最現(xiàn)實(shí)、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(yáng)能光伏利用受到世界各國(guó)的普遍關(guān)注。而太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電是太陽(yáng)能光伏利用的主要發(fā)展趨勢(shì),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(jí)或唯一一級(jí)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(gè)并網(wǎng)型系統(tǒng)的性能和投資。按照不同的標(biāo)準(zhǔn)光伏并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)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(dāng)前國(guó)際金融危機(jī)對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的影響。其次,分析了當(dāng)前國(guó)際市場(chǎng)上主要的光伏逆變器產(chǎn)品的特點(diǎn),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?fù)錇槟P头治隽朔歉綦x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(duì)于全橋和半橋拓?fù)洌治隽瞬煌臑V波方式對(duì)共模電流抑制的影響。總結(jié)了能夠抑制共模電流的實(shí)用電路拓?fù)洳⑻岢隽艘环N能夠抑制共模電流的新拓?fù)洹?duì)不同拓?fù)涞膿p耗情況在文章中進(jìn)行了比較。 對(duì)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(dǎo)致變壓器產(chǎn)生的直流偏磁飽和現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上,總結(jié)了抑制直流分量的方法,指出了半橋拓?fù)淠軌蛞种浦绷鞣至俊?duì)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(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差控制,因此,本文對(duì)能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)靜差控制的比例諧振控制器進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。最后,在非隔離型1.5kW實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上對(duì)共模電流和直流分量的抑制方法進(jìn)行了驗(yàn)證。
標(biāo)簽: 單相 光伏并網(wǎng) 非隔離型
上傳時(shí)間: 2013-07-30
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超聲波電源廣泛應(yīng)用于超聲波加工、診斷、清洗等領(lǐng)域,其負(fù)載超聲波換能器是一種將超音頻的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械振動(dòng)的器件。由于超聲換能器是一種容性負(fù)載,因此換能器與發(fā)生器之間需要進(jìn)行阻抗匹配才能工作在最佳狀態(tài)。串聯(lián)匹配能夠有效濾除開關(guān)型電源輸出方波存在的高次諧波成分,因此應(yīng)用較為廣泛。但是環(huán)境溫度或元件老化等原因會(huì)導(dǎo)致?lián)Q能器的諧振頻率發(fā)生漂移,使諧振系統(tǒng)失諧。傳統(tǒng)的解決辦法就是頻率跟蹤,但是頻率跟蹤只能保證系統(tǒng)整體電壓電流同頻同相,由于工作頻率改變了而匹配電感不變,此時(shí)換能器內(nèi)部動(dòng)態(tài)支路工作在非諧振狀態(tài),導(dǎo)致?lián)Q能器功率損耗和發(fā)熱,致使輸出能量大幅度下降甚至停振,在實(shí)際應(yīng)用中受到限制。所以,在跟蹤諧振點(diǎn)調(diào)節(jié)逆變器開關(guān)頻率的同時(shí)應(yīng)改變匹配電感才能使諧振系統(tǒng)工作在最高效能狀態(tài)。針對(duì)按固定諧振點(diǎn)匹配超聲波換能器電感參數(shù)存在的缺點(diǎn),本文應(yīng)用耦合振蕩法對(duì)換能器的匹配電感和耦合頻率之間的關(guān)系建立數(shù)學(xué)模型,證實(shí)了匹配電感隨諧振頻率變化的規(guī)律。給出利用這一模型與耦合工作頻率之間的關(guān)系動(dòng)態(tài)選擇換能器匹配電感的方法。經(jīng)過(guò)分析比較,選擇了基于磁通控制原理的可控電抗器作為匹配電感,通過(guò)改變電抗控制度調(diào)節(jié)電抗值。并給出了實(shí)現(xiàn)這一方案的電路原理和控制方法。最后本文以DSP TMS320F2812為核心設(shè)計(jì)出實(shí)現(xiàn)這一原理的超聲波逆變電源。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明基于磁通控制的可控電抗器可以實(shí)現(xiàn)電抗值隨電抗控制度線性無(wú)級(jí)可調(diào),由于該電抗器輸出正弦波,理論上沒有諧波污染。具體采用復(fù)合控制策略,穩(wěn)態(tài)時(shí),換能器工作在DPLL鎖定頻率上;動(dòng)態(tài)時(shí),逐步修改匹配電抗大小,搜索輸出電流的最大值,再結(jié)合DPLL鎖定該頻率。配合PS-PWM可實(shí)現(xiàn)功率連續(xù)可調(diào)。該超聲波換能系統(tǒng)能夠有效的跟隨最大電流輸出頻率,即使頻率發(fā)生漂移系統(tǒng)仍能保持工作在最佳狀態(tài),具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
標(biāo)簽: 動(dòng)態(tài) 換能器 超聲波電源
上傳時(shí)間: 2013-04-24
上傳用戶:lacsx
現(xiàn)如今,逆變器的脈沖寬度調(diào)制(PWM)技術(shù)作為一種最常見的調(diào)制方式在交流傳動(dòng)系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。采用PWM調(diào)制技術(shù)的最終目的在于追求逆變器輸出電壓、電流波形更接近正弦從而進(jìn)一步控制負(fù)載電機(jī)的磁通正弦化。為了達(dá)到這些目的,很多種基于PWM原理的調(diào)制方法被相繼提出并應(yīng)用。 在鐵道牽引調(diào)速系統(tǒng)中,逆變裝置具有調(diào)速范圍寬,輸出頻率變化快等特點(diǎn),而逆變器本身器件的開關(guān)頻率又不是很高。這種情況下,分段同步調(diào)制模式的使用有效地改善了變頻器的輸出,達(dá)到了減少諧波的目的。本文圍繞分段同步調(diào)制在交流牽引傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行研究,主要目的在于解決該調(diào)制模式應(yīng)用中存在的切換點(diǎn)選擇、切換震蕩沖擊等問題。文章詳細(xì)討論了分段調(diào)制模式下載波比和載波比切換點(diǎn)選取的原則,重點(diǎn)分析了分段同步調(diào)制模式下載波比切換點(diǎn)沖擊電壓的產(chǎn)生原因和危害,提出了改善電壓電流沖擊的方法,并在搭建的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上驗(yàn)證了理論分析的正確性。此外,本文還對(duì)列車高速時(shí)載波比極低的極限情況下分段同步調(diào)制對(duì)變頻器輸出交流電壓和直流回流電流諧波的改善情況進(jìn)行了理論推導(dǎo)和仿真分析。 論文搭建了用于調(diào)制實(shí)驗(yàn)的3.7kW小功率電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),在開環(huán)的VVVF調(diào)速系統(tǒng)中進(jìn)行了分段同步調(diào)制載波比切換實(shí)驗(yàn);在Matlab/Simulink環(huán)境下搭建了分段同步調(diào)制模式下的電機(jī)牽引模型,進(jìn)行了分段同步調(diào)制載波比切換仿真;實(shí)驗(yàn)和仿真結(jié)果表明,文章所提出的方法很好地完成了分段同步算法且有效抑制了可能發(fā)生的沖擊,所得結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的正確性。
上傳時(shí)間: 2013-08-04
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隨著數(shù)字時(shí)代的到來(lái),信息化程度的不斷提高,人們相互之間的信息和數(shù)據(jù)交換日益增加。正交幅度調(diào)制器(QAM Modulator)作為一種高頻譜利用率的數(shù)字調(diào)制方式,在數(shù)字電視廣播、固定寬帶無(wú)線接入、衛(wèi)星通信、數(shù)字微波傳輸?shù)葘拵ㄐ蓬I(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。 近年來(lái),集成電路和數(shù)字通信技術(shù)飛速發(fā)展,F(xiàn)PGA作為集成度高、使用方便、代碼可移植性等優(yōu)點(diǎn)的通用邏輯開發(fā)芯片,在電子設(shè)計(jì)行業(yè)深受歡迎,市場(chǎng)占有率不斷攀升。本文研究基于FPGA與AD9857實(shí)現(xiàn)四路QAM調(diào)制的全過(guò)程。FPGA實(shí)現(xiàn)信源處理、信道編碼輸出四路基帶I/Q信號(hào),AD9857實(shí)現(xiàn)對(duì)四路I/Q信號(hào)的調(diào)制,輸出中頻信號(hào)。本文具體內(nèi)容總結(jié)如下: 1.介紹國(guó)內(nèi)數(shù)字電視發(fā)展?fàn)顩r、國(guó)內(nèi)國(guó)際的數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn),并詳細(xì)介紹國(guó)內(nèi)有線電視的系統(tǒng)組成及QAM調(diào)制器的發(fā)展過(guò)程。 2.研究了QAM調(diào)制原理,其中包括信源編碼、TS流標(biāo)準(zhǔn)格式轉(zhuǎn)換、信道編碼的原理及AD9857的工作原理等。并著重研究了信道編碼過(guò)程,包括能量擴(kuò)散、RS編碼、數(shù)據(jù)交織、星座映射與差分編碼等。 3.深入研究了基于FPAG與AD9857電路設(shè)計(jì),其中包括詳細(xì)研究了FPGA與AD9857的電路設(shè)計(jì)、在allegro下的PCB設(shè)計(jì)及光繪文件的制作,并做成成品。 4.簡(jiǎn)單介紹了FPGA的開發(fā)流程。 5.深入研究了基于FPAG代碼開發(fā),其中主要包括I2C接口實(shí)現(xiàn),ASI到SPI的轉(zhuǎn)換,信道編碼中的TS流包處理、能量擴(kuò)散、RS編碼、數(shù)據(jù)交織、星座映射與差分編碼的實(shí)現(xiàn)及AD9857的FPGA控制使其實(shí)現(xiàn)四路QAM的調(diào)制。 6.介紹代碼測(cè)試、電路測(cè)試及系統(tǒng)指標(biāo)測(cè)試。 最終系統(tǒng)指標(biāo)測(cè)試表明基于FPGA與AD9857的四路DVB-C調(diào)制器基本達(dá)到了國(guó)標(biāo)的要求。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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高溫超導(dǎo)(High Temperature Superconductor,HTS)磁陰電動(dòng)機(jī)與傳統(tǒng)磁陰電動(dòng)機(jī)相比,能夠以更小的體積和重量實(shí)現(xiàn)更大的輸出功率、更高的功率因數(shù)和效率.國(guó)外有關(guān)超導(dǎo)磁阻電動(dòng)機(jī)的研究目前還處于初級(jí)階段,國(guó)內(nèi)在這一領(lǐng)域更為滯后.論文以普通磁阻電動(dòng)機(jī)的電磁關(guān)系為基礎(chǔ),結(jié)合超導(dǎo)材料特殊的電磁特性,初步提出了超導(dǎo)磁阻電動(dòng)機(jī)電磁設(shè)計(jì)的一般原則;并嘗試進(jìn)行了一臺(tái)額定功率為150W的內(nèi)反應(yīng)式HTS磁阻電動(dòng)機(jī)的電磁設(shè)計(jì).論文以實(shí)際設(shè)計(jì)的一臺(tái)內(nèi)反應(yīng)式HTS磁阻電動(dòng)機(jī)樣機(jī)作為分析實(shí)例,基于第二類超導(dǎo)體臨界態(tài)Kim模型和電磁場(chǎng)的有限元方法,提出了一般HTS磁阻電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部磁場(chǎng)及交、直軸同步電抗的分析與計(jì)算方法.并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了如何借助HTS磁阻電動(dòng)機(jī)的電抗曲線分析HTS磁阻電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)工作特性.論文對(duì)常規(guī)磁阻電動(dòng)機(jī)與HTS磁阻電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了比較.計(jì)算結(jié)果表明,在電機(jī)尺寸、結(jié)構(gòu)不變的前提下,超導(dǎo)磁阻電動(dòng)機(jī)比常規(guī)磁阻電動(dòng)機(jī)明顯地提高了電機(jī)X/X值,因而以更小的尺寸獲得了更大的輸出轉(zhuǎn)矩、更高的效率和功率因數(shù),同時(shí)電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)間也有所增大.計(jì)算結(jié)果還表明,采用抗磁性更強(qiáng)的YBCO塊材作為交軸阻磁介質(zhì),能夠保證轉(zhuǎn)子在獲得較大的直、交軸磁阻差異的同時(shí)不必犧牲較大的極孤系數(shù)和氣隙寬度,從而氣隙磁密有較好的波形,電機(jī)具有較好的同步性能.論文也對(duì)幾種具有相同定子但轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同的HTS磁阻電動(dòng)機(jī)做了比較,比較結(jié)果顯示,ALA式HTS磁阻電動(dòng)機(jī)比內(nèi)反應(yīng)式HTS磁阻電動(dòng)機(jī)具有更大的輸出轉(zhuǎn)矩;當(dāng)輸出功率較大時(shí),ALA結(jié)構(gòu)的HTS磁阻電動(dòng)機(jī)還比內(nèi)反應(yīng)結(jié)構(gòu)具有更好的穩(wěn)態(tài)工作特性.另外發(fā)現(xiàn),thin-zebra ALA式HTS磁阻電動(dòng)機(jī)的同步性能比thick-zebra ALA式HTS磁阻電動(dòng)機(jī)更好.在進(jìn)行內(nèi)反應(yīng)式HTS磁阻電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)時(shí),內(nèi)反應(yīng)槽既要盡量阻隔交軸磁通,又要分布的比較均勻,這樣才能既獲得足夠的直、交軸同步電抗比,又削弱轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),從而最終改善電機(jī)的同步性能.
標(biāo)簽: 高溫超導(dǎo) 磁阻電動(dòng)機(jī)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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