本文以負載周期性交化而轉速基本不變類負載的輕載調(diào)壓節(jié)能控制器為研究對象。研究了以異步電動機的調(diào)壓節(jié)能原理、控制策略、觸發(fā)脈沖的選擇、調(diào)壓過程振蕩現(xiàn)象的原因、解決方案、動態(tài)仿真模型等關鍵技術。 本文研究成果主要包括以下幾個方面： 1.利用解析法分析了負載周期變化的恒轉矩負載的調(diào)壓節(jié)能原理,得到了異步電動機的調(diào)壓特性曲線,指出了幾種控制方法的本質(zhì)是一定負載范圍內(nèi)的恒轉差率控制。比較了負載轉矩對幾種控制方法的控制范圍、節(jié)能效果的影響并且通過仿真和實驗驗證了理論分析的正確性。同時分析了風機水泵的調(diào)壓特性,為異步電動機的節(jié)能控制器的方案設計以及為分析實際控制中遇到的問題打下理論基礎。 2.設計了晶閘管調(diào)壓的主電路、選擇晶閘管及其相應的保護器件,通過實驗和仿真對比分析了雙窄脈沖和寬脈沖觸發(fā)板在電動機周期變化負載調(diào)壓時的差別。設計了以ARM7/LPC2214為控制器的硬件電路原理圖、PCB、液晶顯示器、串口通信、節(jié)能控制等部分的軟硬件的調(diào)試,為實驗和控制算法的實現(xiàn)作了鋪墊。 3.通過實驗和仿真,分析了以電源電壓為同步信號的三相晶閘管調(diào)壓過程產(chǎn)生電流振蕩的影響因素,即負載轉矩,移相觸發(fā)角的大小,電機的轉動慣量,負載的性質(zhì)。說明了電壓同步信號觸發(fā)方式的適用范圍,分析引起電流振蕩的本質(zhì),提出了以電流為同步信號的解決方案,為實現(xiàn)異步電動機調(diào)壓節(jié)能的動態(tài)控制算法掃清了障礙,提高了系統(tǒng)的動態(tài)響應速度。 4.建立了基于MATLAB/Simulink節(jié)能控制系統(tǒng)動態(tài)仿真模型,實現(xiàn)了系統(tǒng)動態(tài)跟蹤負載變化自動調(diào)整電機的端電壓,提高電機在空載和輕載時的效率和功率因數(shù),驗證了理論分析的正確性。 5.通過實驗靜態(tài)地分析了調(diào)壓后電機的節(jié)能效果。
上傳時間： 2013-05-20
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開發(fā)板上已經(jīng)調(diào)試過的電梯控制器程序設計與仿真
上傳時間： 2013-06-13
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在目前全球能源危機和溫室效應越來越嚴重的情況下，電動車(Electric Vehicle)以其無污染、低噪聲、效率高，便于操作等優(yōu)點，越來越受到人們的青睞。本課題與華中科技大學辜承林教授聯(lián)合，為蘇州益高電動車輛制造有限公司設計旅游車無刷電機驅動系統(tǒng)。課題結合現(xiàn)代CPU技術、數(shù)字技術和電力電子技術，設計了一款以無位置傳感器無刷直流電機為動力的大功率汽車輪轂驅動控制器。 本課題采用辜老師設計的“橫向磁通無刷直流電動機”為控制對象。本文首先分析了無刷直流電機的數(shù)學模型和無位置傳感器的反電勢過零點檢測的基本原理，從整體上對控制系統(tǒng)的各個方面進行了討論并確定了整體設計方案。在課題中，本人采用DSP 2407A作為控制核心，以功率MOS管為逆變器件，研制出系統(tǒng)硬件，用C語言編制了系統(tǒng)軟件。鑒于該課題在大電流等級的無刷直流電機應用中，國內(nèi)外尚無先例，本項目在開發(fā)實驗中，對無位置傳感器無刷電機的起動和反電勢過零檢測作了大量的研究工作，取得許多有益的科研實踐經(jīng)驗。通過對電機的起動過程和位置檢測方法進行的一些有效改進措施，使得電機達到較好的運行性能和操控特性。 實驗結果表明本項目設計方案有效可行，研制的無位置傳感器無刷直流電機控制器達到設計的預期基本性能指標。
上傳時間： 2013-06-10
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作者在論文中系統(tǒng)地研究了目前新穎的電機伺服控制系統(tǒng)——永磁同步電動機及其數(shù)字化伺服控制系統(tǒng)的關鍵技術。在理論分析的基礎上，探討了永磁電機的各種磁路結構對電機電抗及其它性能的影響，并分別討論了各種結構在不同應用場合的優(yōu)缺點，最后選擇了表面凸出式磁路結構，建立了手算電磁設計程序，進行了多方案的優(yōu)選；探討了引起電動機轉矩波動的原因和減小波動的措施，采用了一系列諸如分數(shù)槽、增大氣隙、斜槽、合適的繞組節(jié)距等措施，成功地減小了力矩波動，改善了伺服電動機低速運轉特性；在電磁設計手算的基礎上，首次采用優(yōu)秀的數(shù)學工具軟件Mathcad2001進行了Windows平臺下的PMSM機輔設計程序的開發(fā)，增加了可視性，并大大簡化了程序的開發(fā)，提高了設計效率，快速方便準確地進行了電機的電磁計算；應用先進的AutoCAD 2000繪圖軟件設計和繪制了全套電機結構圖紙；參加了樣機的全部試驗項目，試驗結果達到了設計預定目標，全面滿足了伺服系統(tǒng)用電機的高效率、高功率因數(shù)、小振動、低噪音、低發(fā)熱、動態(tài)性能良好等苛刻要求。 在伺服控制系統(tǒng)部分里，作者探討了永磁同步電動機磁場定向矢量控制理論，探討了快速電流跟蹤方法的實現(xiàn)；在永磁同步電動機數(shù)學模型的基礎上，建立了基于DSP的永磁同步電動機磁場定向數(shù)字化伺服控制系統(tǒng)的方案，使用了最新推出的電機專用DSP芯片TMS320LF2407、功率驅動IR2130芯片、軸角／數(shù)字量轉換RDC-19222芯片及串行通信轉換MAX232芯片，在消化了這些芯片的大量手冊和開發(fā)工具的資料后，對整個系統(tǒng)進行了軟、硬件設計，包括編寫和調(diào)試了部分DSP程序，設計和焊接了部分硬件電路板。這些預研工作為設計伺服控制系統(tǒng)數(shù)字化專用控制器打下了基礎。
標簽： 永磁同步電動機 數(shù)字化 伺服控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-17
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本文首先分析了雙電源自動轉換器的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，然后具體闡述了所設計的雙電源自動轉換裝置的硬件、軟件系統(tǒng)的原理與設計方法，最后對雙電源自動轉換器的抗干擾性進行了研究，給出了一些可行的軟硬件抗干擾措施，為整個系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定工作提供了保障。 雙電源自動轉換器（ATSE）是一種廣泛應用于工礦企業(yè)、交通、醫(yī)院等重要部門以提高供電可靠性的裝置。現(xiàn)代雙電源自動轉換器是以CPU 為核心單元，具有自動檢測自身故障、自動測量、自動控制、與遠方控制中心通信等功能的智能電器。隨著我國工業(yè)的發(fā)展、自動化程度的普及、人類生活質(zhì)量的不斷改善，人們對電源可靠性的要求越來越迫切，由此雙電源轉換器的重要性日益提高。 本文選取了微控制器（PIC18F458）、軟件開發(fā)工具（MPLAB C18）和性能可靠、抗干擾性強的硬件器件，設計了滿足轉換系統(tǒng)功能要求的硬件電路，其中主要包括系統(tǒng)單元電路、信號檢測處理電路、輸出控制電路以及人機交互的硬件電路。利用C 語言和匯編語言編制了控制軟件，并且采用了模塊化的設計方法，主要功能模塊包括：頻率檢測模塊，電壓檢測模塊，按鍵檢測模塊，顯示模塊，通信模塊等。 借助MPLAB-IDE 集成開發(fā)環(huán)境軟件包來進行編程、離線仿真，與在線調(diào)試器配合使用進行在線調(diào)試、編程及程序下載。這使得該裝置的設計開發(fā)變得更容易。
上傳時間： 2013-04-24
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低壓斷路器是電力系統(tǒng)中低壓配電網(wǎng)中的主要電器開關之一，它不僅可以接通和分斷正常負載電流和過載電流，而且可以接通和分斷短路電流。主要在頻繁操作的低壓配電線路或開關柜中作為電源開關使用，并對線路、電器設備等實行保護，當它們發(fā)生嚴重過流、過載、短路、斷相、漏電等故障時，能自動切斷線路，起保護作用，應用十分廣泛。智能控制器是斷路器上的保護裝置，也是斷路器的核心控制裝置。 20世紀90年代，隨著電力電子技術、微電子技術、計算機技術和通信技術的飛速發(fā)展，斷路器的保護裝置己由傳統(tǒng)的電磁式過流脫扣器發(fā)展成采用集成電路的電子式脫扣器，直至目前出現(xiàn)了帶高性能微處理器的智能控制器。新一代的智能控制器采用了模塊化結構設計，集測量、監(jiān)視、控制、通信、保護等功能于一體，在低壓系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。 在本課題中，該智能控制器在硬件上以美國Microchip公司推出的公司生產(chǎn)的PIC148F448為核心處理器，主要進行數(shù)據(jù)的實時采集處理和斷路器的故障保護，實時顯示線路運行時電流或故障信息等。利用帶有CAN接口的高性能的PIC18F448單片機設計了CAN總線接口，給出了CAN接口的硬件電路、軟件流程。該電路具有硬件設計簡單、可靠性高、實時性強等特點。實現(xiàn)了智能控制器與PC機的雙向通信功能，通過總線系統(tǒng)達到遙調(diào)、遙控的目的，使得智能控制器的性能得到增強，符合配電系統(tǒng)的要求，達到了本課題研究要求。
上傳時間： 2013-04-24
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傳統(tǒng)污水系統(tǒng)采用繼電器調(diào)節(jié)控制，容易漂移，且不能智能化，無法保證泵站及時可靠運行。而以單片機為基礎的微型控制機抗干擾能力差，工作期間調(diào)整點不穩(wěn)定，系統(tǒng)容易死機，需要經(jīng)常到現(xiàn)場服務調(diào)節(jié)，無法及時準確掌握污水泵站的運行狀態(tài)。采用可編程控制器控制，系統(tǒng)運行可靠，基本可以做到免維護調(diào)整。 本文針對污水泵站的性能要求和PLC的技術特點，研究了基于DCS測控系統(tǒng)的控制與管理。該系統(tǒng)是以SIEMENS公司的S7-200系列小型PLC作遠程終端，以工業(yè)PC機作上位機的主從式一點對多點監(jiān)控網(wǎng)絡。工業(yè)PC機安裝在污水處理廠的中央控制室，既是泵站PLC的上位機，又是處理廠微機局域網(wǎng)的一個工作站，通過自定義無線通訊模塊與各泵站實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，并通過時間和事件觸發(fā)，計算出最佳的平衡水量和各泵站調(diào)度水量。下位機PLC安裝在泵站，根據(jù)上位機的指令控制泵站的水泵和閥門，組成本地數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。根據(jù)給定的調(diào)度水量，調(diào)整開啟的水泵臺數(shù)和工作時間，達到調(diào)度水量的目的。 污水泵站管理系統(tǒng)中泵站地理位置分散，處理廠集中進行數(shù)據(jù)處理、監(jiān)視。這一特點與DCS系統(tǒng)功能相吻合。從這一意義上來講，集散控制系統(tǒng)能較好地適應本系統(tǒng)，同時還可以滿足在中心控制室集中顯示、打印、控制各系統(tǒng)的運行狀態(tài)和參數(shù)的要求。系統(tǒng)統(tǒng)一設計，使其功能合理分配到各子系統(tǒng)中。避免了功能重復及各系統(tǒng)間的不兼容，這樣使得系統(tǒng)維護方便，減少了備品備件。給整個泵站運行管理帶來了方便，提高了運行效率，同時也提高了管理效率，減少了泵站現(xiàn)場管理人員，降低了人力資源成本，也大大降低了因為人工管理造成的疏漏，提高了系統(tǒng)的可靠性。
上傳時間： 2013-08-05
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隨國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，用電量的日益增加，電網(wǎng)的經(jīng)濟運行已是一個不可忽視的問題。因此，如何降低網(wǎng)損，提高電力系統(tǒng)的輸電效率，保證電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行是電力系統(tǒng)面臨的實際問題，也是電力系統(tǒng)研究的主要方向之一。 電力系統(tǒng)在運行過程中，由于感性負載的存在，使電網(wǎng)無功功率大量增加。另外，近些年來，國民經(jīng)濟各部門大力推廣使用各種新型的電力電子整流裝置，他們在減少能量耗損的同時，也帶來了功率因數(shù)下降、電壓波動、閃變、三相不平衡以及諧波干擾等問題。其最終結果都是使配電設備的使用效能得不到充分發(fā)揮，設備的附加功耗增加。因此，進行有效的無功功率補償，提高功率因數(shù)是電網(wǎng)及電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的重要保證。毫無疑問，無功功率補償?shù)难芯縿菰诒匦小?我國與世界上發(fā)達國家相比，無論從電網(wǎng)功率因數(shù)還是補償深度來看，都有較大差距，因此在我國大力推廣無功補償技術尤為迫切。 對于實際應用的MCR，要求能夠自動控制。本文采用以單片機為核心的控制器方案，包括檢測電路、控制電路、觸發(fā)電路、鍵盤顯示電路和通信電路等。檢測電路用于檢測變壓器二次側的電壓和電流并獲耿同步信號；控制電路根據(jù)相應的控制策略，對檢測信號和給定輸入量進行計算，給出控制信號；觸發(fā)電路根據(jù)控制信號輸出的控制信號產(chǎn)生相應觸發(fā)角的晶閘管觸發(fā)脈沖；鍵盤可用來輸入各種控制指令，顯示電路可以直觀的輸出系統(tǒng)的各種狀態(tài)；通信電路提供與控制站的數(shù)據(jù)交換，以便實現(xiàn)電力系統(tǒng)的集中控制。 文中對補償器模型進行了實驗驗證，實驗結果與文中分析一致，說明了本文補償理論的正確性和可行性。
標簽： 電力系統(tǒng) 可控電抗器 無功功率
上傳時間： 2013-06-22
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微型燃微型燃氣輪發(fā)電機組由渦輪機、壓縮機、燃燒室、回熱器、軸承、高速發(fā)電機、電力變換系統(tǒng)、噴油系統(tǒng)等部分組成。它是一種環(huán)保型發(fā)電裝置，它可用作常規(guī)機組或緊急備用電源，也可以用于分布式發(fā)電及冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)、汽車混合動力系統(tǒng)和微型燃機-燃料電池聯(lián)合系統(tǒng)等領域。因此，研究這種動力裝置具有很重要的實用意義。 本文在分析了微型燃氣輪發(fā)電機組及其控制技術發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上，根據(jù)設計要求，機組控制系統(tǒng)應能保證機組安全穩(wěn)定運行，保證機組在任何情況下，不發(fā)生超溫、超轉現(xiàn)象。同時應考慮機組從點火、加速、直至額定運行過程中，使機組能夠充分預熱，以降低對機組的熱沖擊，提高機組壽命。機組轉子轉速達到95％額定轉速后投入按額定轉速控制的閉環(huán)控制，保證發(fā)電機輸出電壓和電力輸出單元穩(wěn)定工作。當發(fā)生一般性故障(按給定列表)且為無人職守狀態(tài)時，機組控制系統(tǒng)應正常停車：當機組發(fā)生一般性故障且為有人職守時，機組控制系統(tǒng)應發(fā)出聲光報警。當機組發(fā)生嚴重故障時機組控制系統(tǒng)應發(fā)出聲光報警并緊急停車。同時還應考慮設置機組調(diào)試時所需的與其它通信的數(shù)據(jù)接口。提出了微型燃氣輪發(fā)電機組控制系統(tǒng)的設計方案。 根據(jù)確定的方案和工程實際要求，完成了控制系統(tǒng)的結構、硬件和軟件的設計。以西門子S7-300PLC及相關的開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊作為發(fā)電機組的中心控制單元。完成了各PLC模塊硬件連接電路的設計，以及系統(tǒng)供電電路的設計，并完成了微型燃機發(fā)電機組的起動控制、檢測報警及停車控制的軟件設計。編程采用梯形圖語言，使程序更具可讀性。 本文采用德國西門子S7-300PLC及配套的I/0卡件作為微型燃機控制系統(tǒng)的主控制器；選用沈陽工業(yè)大學研制的全自動浮動式充電器作為電機的啟動直流電源；采用啟停自鎖邏輯解決了在停車后徹底切斷電瓶負載的問題。
標簽： PLC 發(fā)電機組 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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玻璃磨邊機這項技術國外在上世紀九十年代末期發(fā)展起來；但設備價格比較昂貴。而國產(chǎn)機尚處于起步階段。根據(jù)玻璃深加工企業(yè)的實際需要，本課題設計和完成了這種高精度的玻璃磨邊設備。 本文主要研究了步進電機、變頻器、光電編碼器、可編程控制器和由它們組成的控制系統(tǒng)在玻璃直線磨邊機上的應用。介紹了步進電機、變頻器、光電編碼器和可編程控制器的功能、特點。通過PLC、步進電機、變頻器、編碼器組成的控制系統(tǒng)來對玻璃加工進行控制。該系統(tǒng)在控制精度上基本達到了生產(chǎn)的需要。這里采用該系統(tǒng)來代替伺服系統(tǒng)，不僅降低了成本而且也滿足了企業(yè)的要求。文中還設計了PLC程序來對其進行控制，而且進行現(xiàn)場調(diào)試，達到了預期的目標。其間，還采取一些辦法解決了一些干擾問題，也掌握了實際選型的有關知識。本文還介紹了人機界面的主要設計參數(shù)。 本文對玻璃直線雙邊磨邊機電氣控制系統(tǒng)的總體設計方案進行了綜合性論述對控制系統(tǒng)進行了功能分析，闡述了系統(tǒng)的性能要求；根據(jù)控制系統(tǒng)的性能要求，提出了系統(tǒng)的總體設計方案。為了實現(xiàn)設計方案，本文對位置控制的方法進行分析和研究，給出了玻璃直線雙邊磨邊機電氣控制系統(tǒng)的具體實現(xiàn)方案；對變頻器和光電編碼器的原理進行了分析，給出了變頻器與光電編碼器的選型方法。玻璃直線雙邊磨邊機的夾持梁升降系統(tǒng)采用開環(huán)控制；工作臺開合控制系統(tǒng)采用變頻調(diào)速閉環(huán)控制，光電編碼器測量開合位置，反饋給PLC，對開合系統(tǒng)進行慢速開合，以提高定位精度，降低了開發(fā)成本。 本文還對采用可編程控制器作為下位機現(xiàn)場控制進行了軟硬件設計。詳細介紹了PLC的軟件設計，包括主程序，初始化程序，開合機構控制系統(tǒng)程序，夾持梁升降控制系統(tǒng)程序，玻璃傳送控制系統(tǒng)程序及上位機與下位機的通信處理方法。
上傳時間： 2013-06-04
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