非接觸電能傳輸技術(shù)是一門(mén)新興的能量傳輸技術(shù)，它集合了電力電子能量傳輸技術(shù)、磁場(chǎng)耦合技術(shù)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(duì)設(shè)備的損傷，不會(huì)產(chǎn)生易引燃引爆的火花，解決了給移動(dòng)設(shè)備特別是在惡劣環(huán)境下，工作設(shè)備的供電問(wèn)題。在交通運(yùn)輸、航空航天、機(jī)器人、醫(yī)療器械、照明、便攜式電子產(chǎn)品、礦井和水下應(yīng)用等場(chǎng)合有著廣泛的應(yīng)用前景。本文對(duì)非接觸電能傳輸技術(shù)進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究。主要研究?jī)?nèi)容如下： ⑴介紹了非接觸電能傳輸技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，發(fā)展前景，基本原理與所涉及到的關(guān)鍵技術(shù)。 ⑵通過(guò)建立漏感模型，對(duì)采用各種補(bǔ)償方式時(shí)，補(bǔ)償電容的選擇進(jìn)行了分析與研究，并對(duì)不同補(bǔ)償方式時(shí)，負(fù)載對(duì)系統(tǒng)傳輸效率的影響進(jìn)行了分析。 ⑶介紹了PWM調(diào)制硬開(kāi)關(guān)技術(shù)、軟開(kāi)關(guān)技術(shù)，比較分析了應(yīng)用于無(wú)接觸電能傳輸系統(tǒng)主變換器的幾種逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，詳細(xì)分析了移相全橋變換器的工作原理，在此基礎(chǔ)上，對(duì)變換器進(jìn)行改進(jìn)，提出了基于移相全橋控制的諧振變換器，并對(duì)變換器的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)分析。 ⑷對(duì)系統(tǒng)原副邊主電路的主要參數(shù)進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì)，對(duì)松耦合變壓器的結(jié)構(gòu)選擇、主要參數(shù)進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì)。 ⑸分別用通用DSP芯片TMS320F2812和專(zhuān)用控制芯片UC3875對(duì)系統(tǒng)的控制電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 ⑹對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究，在仿真成功的基礎(chǔ)上，采用UC3875控制方案制作了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。
上傳時(shí)間： 2013-07-19
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逆變電源的發(fā)展是和電力電子器件的發(fā)展聯(lián)系在一起的，隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，逆變電源在許多領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，同時(shí)對(duì)逆變電源輸出電壓波形質(zhì)量提出了越來(lái)越高的要求。逆變電源輸出波形質(zhì)量主要包括三個(gè)方面：一是輸出穩(wěn)定精度高；二是動(dòng)態(tài)性能好；三是帶負(fù)載適應(yīng)性強(qiáng)。因此開(kāi)發(fā)既具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，又具有優(yōu)良動(dòng)、靜態(tài)性能和負(fù)載適應(yīng)性的逆變電源，一直是研究者在逆變電源方面追求的目標(biāo)。本文對(duì)逆變電源三閉環(huán)控制方案、輸出相位控制、逆變電源數(shù)字化控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，以期得到具有高品質(zhì)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(shù)，包括逆變器、吸收電路、驅(qū)動(dòng)電路、變壓器和濾波器，并對(duì)逆變電源變壓器的偏磁產(chǎn)生原因進(jìn)行了深入分析，最后給出了有效的抗偏磁措施。針對(duì)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(fù)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(tǒng)動(dòng)態(tài)模型，在此基礎(chǔ)上對(duì)逆變電源的各種控制方案的性能進(jìn)行了對(duì)比研究，從而確定了一種新穎的高性能逆變電源多閉環(huán)控制方案。另外，針對(duì)逆變電源輸出相位存在固有滯后問(wèn)題，采用了一種利用電壓瞬時(shí)值內(nèi)環(huán)對(duì)逆變電源滯后的相角進(jìn)行補(bǔ)償控制的策略，分析表明上述控制策略雖然有效，但無(wú)法做到輸出相角穩(wěn)態(tài)無(wú)差，對(duì)此，提出一種移相控制方案設(shè)想，相當(dāng)于在原多環(huán)控制方案的基礎(chǔ)上加了一個(gè)相位控制環(huán)。這樣可以使逆變電源輸出相位誤差得到有效的補(bǔ)償，輸出相位精度更高。文章設(shè)計(jì)了逆變電源數(shù)字控制系統(tǒng)，采用TMS320LF2407A控制產(chǎn)生SPWM波，給出控制系統(tǒng)DSP程序運(yùn)行流程圖，并用DSP對(duì)其進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。多環(huán)反饋控制系統(tǒng)的采用，使系統(tǒng)具有優(yōu)異的穩(wěn)態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性和對(duì)非線性負(fù)載的適應(yīng)性，使逆變電源的性能得到有效提高。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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近年來(lái)，隨著大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展，微控制器和數(shù)字信號(hào)處理器的性價(jià)比不斷提高，數(shù)字控制技術(shù)已逐步應(yīng)用于大中功率高頻開(kāi)關(guān)電源。相對(duì)于傳統(tǒng)模擬控制方式，數(shù)字控制方式具有電源設(shè)計(jì)靈活、外圍控制電路少、可采用較先進(jìn)的控制算法、具有較高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。 高頻開(kāi)關(guān)電源具有體積小、重量輕、效率高、輸出紋波小等特點(diǎn)，現(xiàn)已逐步成為現(xiàn)代通訊設(shè)備的新型基礎(chǔ)電源系統(tǒng)。針對(duì)傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)電源中損耗較大、超調(diào)量較大、動(dòng)態(tài)性能較差等問(wèn)題，本文采用基于DSP的全橋軟開(kāi)關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。全橋軟開(kāi)關(guān)移相控制技術(shù)由智能DSP系統(tǒng)完成，采樣信號(hào)采用差分傳輸，控制算法采用模糊自適應(yīng)PID算法，產(chǎn)生數(shù)字PWM波配合驅(qū)動(dòng)電路控制全橋開(kāi)關(guān)的通斷。在輸入端應(yīng)用平均電流控制法的有源功率因數(shù)校正，使輸入電流跟隨輸入電壓的波形，從而使功率因數(shù)接近1。最后通過(guò)Matlab仿真結(jié)果表明模糊自適應(yīng)PID控制算法比傳統(tǒng)PID控制算法在超調(diào)量，調(diào)節(jié)時(shí)間，動(dòng)態(tài)特性等性能上具有優(yōu)越性。 論文以高頻開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)為主線，在詳細(xì)分析各部分電路原理的基礎(chǔ)上，進(jìn)行系統(tǒng)的主電路設(shè)計(jì)、輔助電路設(shè)計(jì)、控制電路設(shè)計(jì)、仿真研究、軟件實(shí)現(xiàn)。重點(diǎn)介紹了高頻變壓器的設(shè)計(jì)及模糊自適應(yīng)PID控制器的實(shí)現(xiàn)。并將輔助電源及控制電路制成電路板，以及在此電路板基礎(chǔ)上進(jìn)行各波形分析并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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多電平逆變器中每個(gè)功率器件承受的電壓相對(duì)較低，因此可以用低耐壓功率器件實(shí)現(xiàn)高壓大容量逆變器，且采用多電平變換技術(shù)可以顯著提高逆變器輸出電壓的質(zhì)量指標(biāo)。因此，隨著功率器件的不斷發(fā)展，采用多電平變換技術(shù)將成為實(shí)現(xiàn)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(yōu)勢(shì)的多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一級(jí)聯(lián)多電平變頻器作為研究對(duì)象，完成了其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制策略及測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 @@ 首先，對(duì)多電平變頻器的研究意義，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，比較了三種成熟拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，得出了級(jí)聯(lián)型多電平變頻器的優(yōu)點(diǎn)，從而將其作為研究對(duì)象。對(duì)比分析了四種調(diào)制策略，確定載波移相二重化的調(diào)制方法和恒壓頻比的控制策略，進(jìn)行數(shù)學(xué)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(jí)聯(lián)單元個(gè)數(shù)與載波移相角的關(guān)系和調(diào)制比對(duì)輸出電壓的影響；完成了級(jí)聯(lián)變頻器數(shù)學(xué)模型的建立和死區(qū)效應(yīng)的分析。 @@ 其次，完成了相關(guān)硬件的設(shè)計(jì)，包括DSP、CPLD、IPM的選型，系統(tǒng)電源的設(shè)計(jì)、檢測(cè)(轉(zhuǎn)速、電流、電壓、故障)電路的設(shè)計(jì)、通信電路的設(shè)計(jì)等。用Labwindows/CVI實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)界面的編寫(xiě)，實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)機(jī)、設(shè)定轉(zhuǎn)速、通信配置、電壓電流轉(zhuǎn)速檢測(cè)、電流軟件濾波、諧波分析。編寫(xiě)了下位機(jī)DSP的串口通信、AD轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)速檢測(cè)(QEP)以及部分控制程序。 @@ 最后，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上完成硬件和軟件的調(diào)試，成功的實(shí)現(xiàn)了變頻器載波移相SPWM的多電平輸出，并驅(qū)動(dòng)異步電機(jī)進(jìn)行了空載變頻試驗(yàn)，測(cè)控界面能準(zhǔn)確的與下位機(jī)進(jìn)行通信，快捷的給定各種控制命令，并能實(shí)時(shí)的顯示變頻器的輸出頻率、輸出電壓和輸出電流，為實(shí)驗(yàn)調(diào)試增加了方便性，提高了工作效率。 @@關(guān)鍵詞：級(jí)聯(lián)多電平逆變器；載波移相；IPM；DSP；Labwindows/CVI；測(cè)控界面
標(biāo)簽： 級(jí)聯(lián) 電平變頻器 測(cè)控系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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近年來(lái)，電源技術(shù)無(wú)論在理論研究，還是生產(chǎn)應(yīng)用方面都取得了許多成果和長(zhǎng)足的進(jìn)步。開(kāi)關(guān)電源的研究涉及電力電子、自動(dòng)控制等技術(shù)領(lǐng)域，軟開(kāi)關(guān)、高效率是開(kāi)關(guān)電源的重要研究方向。因此，PFC技術(shù)和軟開(kāi)關(guān)PWM技術(shù)作為成熟的技術(shù)，近些年來(lái)在中、小功率乃至大功率開(kāi)關(guān)電源中得到普遍的應(yīng)用。 本文研究設(shè)計(jì)了一種具有功率因數(shù)校正和軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的高效率開(kāi)關(guān)電源。該開(kāi)關(guān)電源主要分為兩個(gè)部分，前一部分為單相有源功率因數(shù)校正電路，后一部分為采用移相控制軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的全橋變換器。 論文首先介紹了開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展以及涉及到的技術(shù)領(lǐng)域，然后闡述了現(xiàn)階段幾種提高開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的新方法，最后詳細(xì)敘述了整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在詳細(xì)分析和研究單相有源功率因數(shù)校正原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出有源功率因數(shù)校正電路，并給出電路中升壓電感的設(shè)計(jì)方法。同時(shí)，設(shè)計(jì)出了大功率移相控制全橋軟開(kāi)關(guān)PWMDC/DC變換器，詳細(xì)的研究了實(shí)現(xiàn)ZVS的條件。最后研制出了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，并給出了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的功率因數(shù)校正電路和移相全橋軟開(kāi)關(guān)變換電路的實(shí)驗(yàn)波形。
標(biāo)簽： 功率因數(shù)校正 軟開(kāi)關(guān)技術(shù) 開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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數(shù)字技術(shù)、電力電子技術(shù)以及控制論的進(jìn)步推動(dòng)弧焊電源從模擬階段發(fā)展到數(shù)字階段。數(shù)字化逆變弧焊電源不僅可靠性高、控制精度高而且容易大規(guī)模集成、方便升級(jí)，成為焊機(jī)的發(fā)展方向，推動(dòng)了焊接產(chǎn)業(yè)的巨大發(fā)展。針對(duì)傳統(tǒng)的埋弧焊電源存在的體積大、控制電路復(fù)雜、可靠性差等問(wèn)題，本文提出了雙逆變結(jié)構(gòu)的焊機(jī)主電路實(shí)現(xiàn)方法和基于“MCU+DSP”的數(shù)字化埋弧焊控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。 本文詳細(xì)介紹了埋弧焊的特點(diǎn)和應(yīng)用，從主電源、控制系統(tǒng)兩個(gè)方面闡述了數(shù)字化逆變電源的發(fā)展歷程，對(duì)數(shù)字化交流方波埋弧焊的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了深入探討，設(shè)計(jì)了雙逆變結(jié)構(gòu)的數(shù)字化焊接系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的交流方波輸出。 根據(jù)埋弧焊的電弧特點(diǎn)和交流方波的輸出特性，本文采用雙逆變結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)焊機(jī)主電路，一次逆變電路選用改進(jìn)的相移諧振軟開(kāi)關(guān)，二次逆變電路選用半橋拓?fù)湫问剑⒀芯苛藘纱文孀冞^(guò)程的原理和控制方式，進(jìn)行了相關(guān)參數(shù)計(jì)算。根據(jù)主電路電路的設(shè)計(jì)要求，電流型PWM控制芯片UC3846用于一次逆變電路的控制并抑制變壓器偏磁，選擇集成驅(qū)動(dòng)芯片EXB841作為二次逆變電路的驅(qū)動(dòng)。 本課題基于“MCU+DSP”的雙機(jī)主控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)焊接電源的控制。其中主控板單片機(jī)ATmega64L主要負(fù)責(zé)送絲機(jī)和行走小車(chē)的速度反饋及閉環(huán)PI運(yùn)算、電機(jī)PWM斬波控制以及過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)熱等保護(hù)電路的控制。DSP芯片MC56F8323則主要負(fù)責(zé)焊接電流、焊接電壓的反饋和閉環(huán)PI運(yùn)算以及控制焊接時(shí)序，以確保良好的電源外特性輸出。外部控制箱通過(guò)按鍵、旋轉(zhuǎn)編碼器進(jìn)行焊接參數(shù)和焊接狀態(tài)的給定，預(yù)置和顯示各種焊接參數(shù)，快速檢測(cè)焊機(jī)狀態(tài)并加以保護(hù)。 主控板芯片之間通過(guò)SPI通訊，外部控制箱和主控板之間則通過(guò)RS—485協(xié)議交換數(shù)據(jù)。通過(guò)軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)焊接參數(shù)的PI調(diào)節(jié)，精確控制了焊接過(guò)程，并進(jìn)行了抗干擾設(shè)計(jì)，解決了影響數(shù)字化埋弧焊電源穩(wěn)定運(yùn)行的電磁兼容問(wèn)題。 系統(tǒng)分析了交流方波參數(shù)的變化對(duì)焊接效果的影響，通過(guò)對(duì)焊接電流、焊接電壓的波形分析，證明了本課題設(shè)計(jì)的埋弧焊電源能夠精確控制引弧、焊接、 收弧等焊接時(shí)序，并可以有效抑制功率開(kāi)關(guān)器件的過(guò)流和變壓器的偏磁問(wèn)題，取得了良好的焊接效果。 最后，對(duì)數(shù)字化交流方波埋弧焊的控制系統(tǒng)和焊接試驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)，分析了系統(tǒng)存在的問(wèn)題和不足，并指出了新的研究方向。 關(guān)鍵詞：埋弧焊；交流方波；數(shù)字化；逆變；軟開(kāi)關(guān)技術(shù)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)結(jié)構(gòu)不斷完善，人們對(duì)汽車(chē)的性能更加關(guān)注。汽車(chē)本身是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，在使用過(guò)程中，隨著行駛里程的增加和使用時(shí)間的延續(xù)，汽車(chē)技術(shù)狀況可能不斷惡化，需要定期進(jìn)行檢測(cè)。汽車(chē)底盤(pán)測(cè)功機(jī)是一種不解體檢驗(yàn)汽車(chē)性能的檢測(cè)設(shè)備，采用現(xiàn)代電測(cè)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，模擬汽車(chē)在各種路面行駛阻力，使汽車(chē)的道路試驗(yàn)項(xiàng)目移至室內(nèi)進(jìn)行，減少室外環(huán)境變化對(duì)測(cè)試的影響，能夠很好的改善試驗(yàn)人員的試驗(yàn)環(huán)境和提高測(cè)試精度。 本文首先介紹了汽車(chē)底盤(pán)測(cè)功機(jī)的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀，闡明了研究汽車(chē)底盤(pán)測(cè)功機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的目的和意義，給出了汽車(chē)底盤(pán)測(cè)功機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，在詳細(xì)分析汽車(chē)道路上和底盤(pán)測(cè)功機(jī)上運(yùn)行受力情況的基礎(chǔ)上，建立了測(cè)功機(jī)電模擬模型。采用電模擬阻力加載裝置，不僅省去了繁瑣的慣性飛輪裝置，簡(jiǎn)化了底盤(pán)測(cè)功機(jī)的結(jié)構(gòu)，而且實(shí)現(xiàn)了慣性阻力的無(wú)級(jí)模擬。在系統(tǒng)硬件上，設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩信號(hào)的采集電路和前端信號(hào)處理電路，提高了采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，保證系統(tǒng)的精度，并給出了勵(lì)磁控制電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在通訊上，設(shè)計(jì)CAN和USB互相轉(zhuǎn)化的接口電路，不僅實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)之間的通訊，而且還突破了傳統(tǒng)底盤(pán)測(cè)功機(jī)上下位機(jī)通訊速率慢的瓶頸。在控制策略上，采用積分分離PID算法，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速、勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩、勵(lì)磁電流的兩個(gè)雙閉環(huán)控制器，滿足了汽車(chē)底盤(pán)測(cè)功機(jī)不同運(yùn)行狀況的需求。在軟件上，采用模塊化編程的思想，從而增強(qiáng)了程序的可移植性和靈活性。最后，構(gòu)建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：系統(tǒng)能滿足汽車(chē)性能測(cè)試的要求。
標(biāo)簽： 汽車(chē)底盤(pán) 測(cè)功 測(cè)控系統(tǒng)
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隨著人們生活水平的提高，肥胖逐漸成為一種社會(huì)疾病，肥胖容易使人患上阻塞性睡眠呼吸暫停綜合癥，嚴(yán)重影響生活質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)甚至危及生命。研制性能良好低成本的呼吸機(jī)有很好的實(shí)際意義。本論文論述了一種基于dsPIC30F3010控制器及無(wú)刷直流電機(jī)(BrushlessDirectCurrentMotor，簡(jiǎn)稱(chēng)BLDCM)的呼吸機(jī)控制器，實(shí)現(xiàn)了反電勢(shì)法無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)的運(yùn)行控制。 論文從基本電磁定律出發(fā)，分析了無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理，建立了無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上詳細(xì)分析了“反電勢(shì)法”無(wú)刷直流電機(jī)控制原理，深入研究了三種反電勢(shì)過(guò)零檢測(cè)方法，并對(duì)檢測(cè)電路移相產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子位置誤差進(jìn)行了分析，給出了補(bǔ)償方法。 對(duì)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)無(wú)位置傳感器控制中的關(guān)鍵問(wèn)題——起動(dòng)方法進(jìn)行研究，介紹了“反電勢(shì)法”無(wú)刷直流電機(jī)控制常用的起動(dòng)方法，深入討論了“三段式”起動(dòng)技術(shù)。針對(duì)傳統(tǒng)“三段式”起動(dòng)的缺點(diǎn)，論文提出了一種新的外同步到自同步的切換方式。 綜合上述，本系統(tǒng)以dsPIC30F3010單片機(jī)為控制器，設(shè)計(jì)了“反電勢(shì)法”無(wú)刷直流電機(jī)無(wú)位置傳感器控制系統(tǒng)的硬件電路，詳細(xì)介紹了電路各個(gè)組成部分的工作原理，同時(shí)介紹了控制系統(tǒng)中采用的硬件抗干擾措施。結(jié)合dsPIC30F3010的特點(diǎn)，充分利用其片內(nèi)的資源，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的軟件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明系統(tǒng)能夠控制電機(jī)順利起動(dòng)，而且實(shí)現(xiàn)了電機(jī)正確的換相和穩(wěn)定的運(yùn)行。
標(biāo)簽： 便攜式 呼吸機(jī) 無(wú)位置傳感器
上傳時(shí)間： 2013-07-26
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隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，對(duì)大功率、高性能的開(kāi)關(guān)電源要求也越來(lái)越高。功率因數(shù)校正(PFC)技術(shù)是當(dāng)前電力電子技術(shù)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。大多數(shù)電力電子裝置通過(guò)整流器與電網(wǎng)接口，而傳統(tǒng)的二極管或晶閘管整流裝置會(huì)產(chǎn)生大量的諧波電流，對(duì)電網(wǎng)造成污染。許多國(guó)家和國(guó)際組織相繼制定了一系列限制用電設(shè)備諧波的標(biāo)準(zhǔn)。有源功率因數(shù)校正技術(shù)能夠有效的消除整流裝置的諧波，因此具有廣泛的應(yīng)用前景。 本文首先分析了開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展要求，詳細(xì)地闡述了開(kāi)關(guān)電源的基本構(gòu)成和基本組態(tài)。然后研究了ZVT-Boost軟開(kāi)關(guān)PFC電路的基本結(jié)構(gòu)、基本工作原理及軟開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)原理，在此基礎(chǔ)上確定了主電路結(jié)構(gòu)，并制定了控制系統(tǒng)方案。 鑒于功率要求，本文采用兩級(jí)PFC電路。因此對(duì)常見(jiàn)的DC-DC變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、原理特性進(jìn)行分析。并針對(duì)各自的變換器建立了簡(jiǎn)化模型，基于所建立的模型分析了變換器的特性，列出各變換器的優(yōu)缺點(diǎn)及在設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源時(shí)的選用原則。最后，對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析。 本文根據(jù)用戶的要求研究設(shè)計(jì)了一種大功率高性能開(kāi)關(guān)電源。該開(kāi)關(guān)電源分為前級(jí)和后級(jí)，前級(jí)為采用BOOST結(jié)構(gòu)的單相有源功率因數(shù)校正電路，后級(jí)為采用移相控制軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的全橋變換器。最后研制出了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，并給出了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的功率因數(shù)校正電路和移相全橋軟開(kāi)關(guān)變換電路的實(shí)驗(yàn)波形。
標(biāo)簽： BOOST 變換器 高功率因數(shù)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：朗朗乾坤
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量問(wèn)題受到越來(lái)越多的關(guān)注。傳統(tǒng)的整流環(huán)節(jié)廣泛采用二極管不控整流和晶閘管相控整流電路，向電網(wǎng)注入了大量的諧波及無(wú)功，造成了嚴(yán)重的污染。提高電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)以及降低輸入電流諧波成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。功率因數(shù)校正技術(shù)是減小用電設(shè)備對(duì)電網(wǎng)造成的諧波污染，提高功率因數(shù)的一項(xiàng)有力措施。本文所做的主要工作包括以下幾部分： 1.分析了單位功率因數(shù)三相橋式整流的工作原理，這種整流拓?fù)鋸墓ぷ髟砩峡梢苑殖蓛刹糠郑汗β室驍?shù)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和常規(guī)整流網(wǎng)絡(luò)。在此基礎(chǔ)上，為整流電路建立了精確的數(shù)學(xué)模型。 2.這種單位功率因數(shù)三相橋式整流的輸入電感是在額定負(fù)載下計(jì)算出的，當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，其功率因數(shù)會(huì)降低。針對(duì)這種情況，提出了一種新的控制方法。常規(guī)整流網(wǎng)絡(luò)向電網(wǎng)注入的諧波可以由功率因數(shù)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行補(bǔ)償，所以輸入功率因數(shù)相應(yīng)提高。負(fù)載消耗的有功由電網(wǎng)提供，補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)既不消耗有功也不提供任何有功。根據(jù)功率平衡理論，可以確定參考補(bǔ)償電流。雙向開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷由滯環(huán)電流控制確定。在這一方法的控制下，雙向開(kāi)關(guān)工作在高頻下，因此輸入電感值相應(yīng)降低。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果都表明：新的控制方法下，負(fù)載變化時(shí)，輸入電流仍接近于正弦，功率因數(shù)接近1。 3.根據(jù)IEEE-519標(biāo)準(zhǔn)對(duì)諧波電流畸變率的要求，為單位功率因數(shù)三相橋式整流提出了另一種控制方法。該方法綜合考慮單次諧波電流畸變率、總諧波畸變率、功率因數(shù)、有功消耗等性能指標(biāo)，并進(jìn)行優(yōu)化，推導(dǎo)出最優(yōu)電流補(bǔ)償增益和相移。將三相負(fù)載電流通過(guò)具有最優(yōu)電流補(bǔ)償增益和相移的電流補(bǔ)償濾波器，得到補(bǔ)償后期望的電網(wǎng)電流，驅(qū)動(dòng)雙向開(kāi)關(guān)導(dǎo)通和關(guān)斷。仿真和實(shí)驗(yàn)都收到了滿意的效果，使這一整流橋可以工作在較寬的負(fù)載范圍內(nèi)。 4.單位功率因數(shù)三相橋式整流中直流側(cè)電容電壓隨負(fù)載的波動(dòng)而波動(dòng)，為提高其動(dòng)、靜態(tài)性能，將簡(jiǎn)單自適應(yīng)控制應(yīng)用到了直流側(cè)電容電壓的控制中，并提出利用改進(jìn)的二次型性能指標(biāo)修改自適應(yīng)參數(shù)的方法，可以在實(shí)現(xiàn)對(duì)參考模型跟蹤的同時(shí)又不使控制增量過(guò)大，與常規(guī)的PI型簡(jiǎn)單自適應(yīng)控制相比在適應(yīng)律的計(jì)算中引入了控制量的增量和狀態(tài)誤差在k及k+1時(shí)刻的采樣值。利用該方法為直流側(cè)電壓設(shè)計(jì)了控制器，并進(jìn)行了仿真與實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明與PI型適應(yīng)律相比，新的控制器能提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能，負(fù)載變化時(shí)系統(tǒng)的魯棒性更強(qiáng)。
上傳時(shí)間： 2013-06-15
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