隨著低壓供電系統(tǒng)中感性負(fù)荷越來(lái)越多，電網(wǎng)對(duì)無(wú)功電流的需求量急劇增加，為了提高系統(tǒng)供電質(zhì)量和供電效率，必須對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。晶閘管投切電容器（TSC）一種簡(jiǎn)單易行的補(bǔ)償措施，并已得到廣泛應(yīng)用。但是長(zhǎng)期以來(lái)無(wú)功補(bǔ)償裝置中的電容器投切開(kāi)關(guān)存在功能單一、使用壽命短、開(kāi)關(guān)沖擊大等不足，這些不足嚴(yán)重制約了補(bǔ)償裝置的發(fā)展。因此開(kāi)發(fā)大容量快速的集多種功能于一體的電子開(kāi)關(guān)功率單元將是晶閘管投切電容器（TSC）技術(shù)中長(zhǎng)期研究的主要內(nèi)容，具有很高的實(shí)用價(jià)值。 首先，本文回顧了投切開(kāi)關(guān)的發(fā)展歷史，并指出它們存在的優(yōu)點(diǎn)和弊端。闡述了晶閘管投切電容器（TSC）的基本工作原理及主電路的組成和實(shí)現(xiàn)手段。 其次，提出功率單元的概念，并介紹了它的組成、功能和作用、對(duì)功率單元各個(gè)組成部分進(jìn)行研究，主要包括根據(jù)系統(tǒng)電壓和電流選擇晶閘管型號(hào)、根據(jù)TSC無(wú)過(guò)渡過(guò)程原理的分析來(lái)設(shè)計(jì)過(guò)零觸發(fā)模塊、利用補(bǔ)償電容上的工作電壓波形設(shè)計(jì)多功能卡上的工作指示電路、故障檢測(cè)電路，根據(jù)TSC的保護(hù)特點(diǎn)將溫度開(kāi)關(guān)串入到控制信號(hào)和冷卻風(fēng)扇電路，在溫度過(guò)高時(shí)起到對(duì)功率單元的保護(hù)作用。然后在理論及設(shè)計(jì)參數(shù)的基礎(chǔ)上制造功率單元。在已有的TSC補(bǔ)償裝置上對(duì)功率單元的性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，論文所設(shè)計(jì)功率單元能很好的實(shí)現(xiàn)投切電容器的作用，還實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)和顯示功能，提高效率和補(bǔ)償效果。 最后，系統(tǒng)地闡述了功率單元作為集成化開(kāi)關(guān)模塊在無(wú)功補(bǔ)償領(lǐng)域的優(yōu)越性，并指出設(shè)計(jì)中需要完善的地方。
上傳時(shí)間： 2013-07-19
上傳用戶：許小華
隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，電力電子裝置正在向著高頻化、大容量、小體積的方向發(fā)展，其電磁環(huán)境也變得更為復(fù)雜，隨之帶來(lái)的輻射電磁干擾也日益嚴(yán)重。在電力電子裝置設(shè)計(jì)初期開(kāi)展電磁兼容數(shù)值仿真和預(yù)測(cè)對(duì)解決復(fù)雜的電磁干擾問(wèn)題意義重大。 本文介紹了國(guó)內(nèi)外電力電子裝置電磁兼容的研究現(xiàn)狀。針對(duì)電力電子裝置電磁兼容的復(fù)雜性，討論了使用仿真軟件進(jìn)行電力電子裝置電磁兼容分析的策略，主要面向電源印制電路板(PCB)、控制箱和變流器機(jī)柜全波電磁仿真的具體應(yīng)用進(jìn)行了研究。 首先對(duì)PCB電源板進(jìn)行電磁兼容預(yù)測(cè)。采用軟件Protel99SE和CST微波工作室(R)(CST MICROWAVE STUDIO(R)，簡(jiǎn)稱CST MWS(R))相結(jié)合進(jìn)行分析，得到．PCB板的表面電流和電場(chǎng)分布圖。根據(jù)分布圖，分析電源板的輻射特性，提出提高PCB電磁兼容性的優(yōu)化設(shè)計(jì)的設(shè)想，在PCB設(shè)計(jì)過(guò)程中加入對(duì)PCB電磁兼容性分析的場(chǎng)仿真，使PCB的電磁兼容分析有一個(gè)直觀的參照物，有助于指導(dǎo)PCB的布局布線，對(duì)PCB優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品性能有重要作用。根據(jù)仿真結(jié)果將PCB電源板近似等效成電偶極子模型。 其次應(yīng)用CST MICROSTRIPESTM軟件計(jì)算控制箱的屏蔽效能，并在控制箱插入PCB電源板后進(jìn)行輻射特性分析。 最后應(yīng)用全波電磁仿真軟件CST MWS(R)對(duì)變流器機(jī)柜進(jìn)行電磁輻射干擾瞬態(tài)仿真，分析過(guò)程中考慮到了IGBT的開(kāi)關(guān)尖峰、線纜和易產(chǎn)生干擾的電子元器件以及整個(gè)機(jī)箱機(jī)柜。運(yùn)用線性網(wǎng)絡(luò)理論對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行標(biāo)定，由此提出改進(jìn)措施—采用unit cell和微擾理論設(shè)計(jì)屏蔽網(wǎng)，有效地抑制了電磁輻射。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：標(biāo)點(diǎn)符號(hào)
蓄電池組已越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于交通運(yùn)輸、電力、通信等諸多領(lǐng)域和部門(mén)，其壽命直接關(guān)系到能源的有效利用以及相應(yīng)系統(tǒng)的整體壽命、可靠性和成本。本課題從提高電池壽命的角度研究串聯(lián)蓄電池組的充電問(wèn)題，基于前人使用磁放大器作后級(jí)調(diào)整的基礎(chǔ)上，提出了一種新穎的基于開(kāi)關(guān)管MOSFET后級(jí)調(diào)整和高頻母線的蓄電池組分布式單體充電方法。所有二次側(cè)電路通過(guò)高頻母線的形式共用一個(gè)一次側(cè)電路；在兼顧效率、體積和成本的前提下有效的解決了串聯(lián)蓄電池組的充電不均衡問(wèn)題。 論文對(duì)采用雙管正激拓?fù)涞母哳l母線產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)給出了說(shuō)明；同時(shí)也介紹了幾種后級(jí)調(diào)整方法及各自優(yōu)缺點(diǎn)。針對(duì)后級(jí)調(diào)整中的同步問(wèn)題，提出了幾種產(chǎn)生同步鋸齒波的解決方案。最后利用同步脈沖產(chǎn)生電路，采用最常見(jiàn)的UC3843芯片，產(chǎn)生穩(wěn)定可靠的同步鋸齒波，實(shí)現(xiàn)后級(jí)調(diào)整開(kāi)關(guān)動(dòng)作與母線方波電壓的同步。并且針對(duì)多路后級(jí)調(diào)整場(chǎng)合下，采取措施減小了母線電壓毛刺，同時(shí)也改善了電流采樣波形。 論文設(shè)計(jì)了一套單體3500mAh、3．7V鋰離子電池組的單體獨(dú)立充電器，以雙管正激電路為原邊電路作為主模塊，次級(jí)是以MOSFET作后級(jí)調(diào)整電路實(shí)現(xiàn)充電功能作為充電電路模塊。試驗(yàn)中采用了四個(gè)充電電路模塊，同時(shí)對(duì)四個(gè)鋰離子電池單體分別獨(dú)立充電。充電電路模塊中，通過(guò)控制MOFET開(kāi)關(guān)，可實(shí)現(xiàn)鋰電池的恒流、恒壓充電和滿充切斷，充電電壓和充電電流可精確控制在1％以內(nèi)。該充電電路并能顯示電池充電狀態(tài)，并在單體充電電路間傳遞充電狀態(tài)信號(hào)，最后反饋給母線電路以控制母線電壓輸出的開(kāi)通與關(guān)斷。特別指出的是該電路的過(guò)放電檢測(cè)功能，是直接利用電池自身電壓來(lái)檢測(cè)得出電池自身是否處于過(guò)放電狀態(tài)判定信號(hào)，并在充電模塊間傳遞，最后得出蓄電池組過(guò)放電判定信號(hào)。整機(jī)有較低的待機(jī)功耗，并均使用了低成本器件，進(jìn)一步降低了成本。 論文給出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)過(guò)程，最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)將該方案與串聯(lián)充電方案比較，驗(yàn)證了該充電方案的可靠性與優(yōu)越性。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：木末花開(kāi)
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
使用二極管和晶閘管實(shí)現(xiàn)的不控和可控整流器，電流波形畸變給電網(wǎng)注入大量諧波和無(wú)功功率，造成嚴(yán)重的電網(wǎng)污染。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，人們開(kāi)始研究PWM整流技術(shù)。電壓型PWM整流器具有交流側(cè)電流低諧波、高功率因數(shù)、直流電壓輸出穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此，成為當(dāng)前電力電子領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)課題之一。由于PWM整流器具有以上優(yōu)點(diǎn)，在電力系統(tǒng)有源濾波、無(wú)功補(bǔ)償、潮流控制、太陽(yáng)能發(fā)電以及交直流傳動(dòng)系統(tǒng)等領(lǐng)域，具有越來(lái)越廣闊的應(yīng)用前景。本論文對(duì)三相PWM整流器進(jìn)行了研究，主要完成以下工作： 首先，對(duì)PWM整流器的工作原理做了介紹，給出了三相PWM整流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分析了PWM整流器的換流過(guò)程，給出了PWM整流器的數(shù)學(xué)模型，對(duì)交流側(cè)電感和直流側(cè)電容進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 其次，對(duì)電流滯環(huán)控制、電流PI控制、空間電壓矢量控制三種控制方法分別進(jìn)行了介紹、模型搭建和仿真分析。在直流電壓的控制中加入分段PI控制，使超調(diào)量和穩(wěn)態(tài)誤差限制在很小的范圍以內(nèi)。在起動(dòng)過(guò)程中串接入限流電阻，使起動(dòng)電流限定允許范圍以內(nèi)。 最后，在進(jìn)行了以上三種控制方式仿真后，針對(duì)電壓空間矢量控制存在的電流誤差問(wèn)題，采用電流超前給定策略和基于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的空間電壓矢量控制策略解決了電流誤差問(wèn)題。 仿真結(jié)果表明，論文所設(shè)計(jì)的三相電壓型PWM整流器實(shí)現(xiàn)了高功率因數(shù)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了直流電壓的穩(wěn)定控制，解決了傳統(tǒng)意義上的整流電路中存在諧波含量大、功率因數(shù)低等問(wèn)題，具有良好的工程實(shí)用價(jià)值。
上傳時(shí)間： 2013-06-16
上傳用戶：胡佳明胡佳明
靜電除塵器是環(huán)保行業(yè)的重要設(shè)備，在工業(yè)粉塵的回收處理方面有著非常重要的應(yīng)用。課題的主要內(nèi)容是研制用于靜電除塵的高頻大功率高壓直流電源，滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要。本文從實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā)，對(duì)該高壓直流電源進(jìn)行研究并給出了主要研制過(guò)程。 第一章首先介紹了靜電除塵器的工作原理和除塵器的電特性，然后介紹了幾種當(dāng)前工業(yè)界常用的除塵電源的供電方式，并指出了靜電除塵電源的發(fā)展方向是高頻逆變化。在分析了高頻化靜電除塵電源在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)后，結(jié)合課題的要求，提出了本文需要解決的問(wèn)題。 第二章首先對(duì)逆變電路的功率變換技術(shù)進(jìn)行了分析。接著分析了除塵電源采用PWM硬開(kāi)關(guān)方式的電路特性，并利用PSpice軟件進(jìn)行了仿真分析，估算出了采用這種方式開(kāi)關(guān)管的損耗。然后重點(diǎn)分析了采用串聯(lián)負(fù)載串聯(lián)諧振和LCC串并聯(lián)負(fù)載串聯(lián)諧振這兩種諧振軟開(kāi)關(guān)工作方式時(shí)的電路特性，推導(dǎo)了電路所滿足的條件。在利用PSpice軟件仿真分析的基礎(chǔ)上估算出了開(kāi)關(guān)管的損耗。最后通過(guò)電路損耗和可行性的比較，選擇LCC串并聯(lián)負(fù)載串聯(lián)諧振電流斷續(xù)的軟開(kāi)關(guān)工作方式應(yīng)用于大功率高頻高壓電源。 第三章首先確定了三相晶閘管可控整流，電壓型全橋IGBT逆變，高頻變壓器升壓和高壓硅堆全橋整流的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。然后給出了高壓直流電源的整流電路、逆變電路、主功率回路以及高頻升壓變壓器的設(shè)計(jì)過(guò)程。整流電路的設(shè)計(jì)包括晶閘管的選取以及交流電抗器和直流母線濾波電容的設(shè)計(jì)；逆變電路選用IGBT并聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管，并詳細(xì)分析了IGBT驅(qū)動(dòng)器的選擇以及在并聯(lián)形式下的應(yīng)用；主功率回路的設(shè)計(jì)主要是包括迭層母線板的設(shè)計(jì)。 第四章首先簡(jiǎn)單介紹了高壓直流電源在靜電除塵應(yīng)用中的控制策略。然后詳細(xì)分析了各部分保護(hù)電路的工作原理。 第五章給出了樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和重要波形，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的可行性。
標(biāo)簽： 靜電除塵器 諧振 軟開(kāi)關(guān)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：碉堡1234
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
上傳用戶：WS Rye
基于現(xiàn)場(chǎng)總線的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究是自動(dòng)控制領(lǐng)域發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)。在各種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線中，CAN總線以其成本低、速度快、實(shí)時(shí)性和可靠性較高等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域。CIA(CAN in Automation)協(xié)會(huì)發(fā)布了完整的CANopen協(xié)議，定義了應(yīng)用層和通訊子協(xié)議，為基于現(xiàn)場(chǎng)總線的分布式控制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用提供了解決之道。 本文研究國(guó)內(nèi)外現(xiàn)場(chǎng)總線發(fā)展現(xiàn)狀后，以改善現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)的運(yùn)行效率，提高實(shí)時(shí)性和信息處理能力為前提，淺析CAN總線高層通訊協(xié)議CANopen，分析了主、從節(jié)點(diǎn)的各個(gè)功能，說(shuō)明了功能的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方案。 然后，本文將CANopen協(xié)議應(yīng)用于分布式控制系統(tǒng)，詳細(xì)論述了基于PIC18控制器的從節(jié)點(diǎn)和基于DSP控制器的主節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。主、從節(jié)點(diǎn)具有基于CANopen協(xié)議的總線通信功能。從節(jié)點(diǎn)具有數(shù)字量和模擬量輸入輸出功能。主節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)鍵盤(pán)對(duì)各節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)和各節(jié)點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，還可以通過(guò)液晶屏顯示實(shí)時(shí)控制量和各節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)。PC機(jī)能在線監(jiān)測(cè)CAN報(bào)文數(shù)據(jù)流。本文對(duì)兩種類(lèi)型節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)思想、硬件組成和軟件設(shè)計(jì)均做了詳盡的闡述，并給出了部分關(guān)鍵硬件原理圖和軟件流程圖。 最后，把已開(kāi)發(fā)的從節(jié)點(diǎn)和主節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)溫度測(cè)控系統(tǒng)和一個(gè)電機(jī)控制系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，證明系統(tǒng)具有良好的實(shí)時(shí)性，通訊穩(wěn)定可靠，解決了傳統(tǒng)CAN總線節(jié)點(diǎn)通訊可控性差，無(wú)法靈活設(shè)置的問(wèn)題。對(duì)目前國(guó)內(nèi)CAN總線應(yīng)用中大多把精力放在硬件之上的底層軟件開(kāi)發(fā)，少有使用上層軟件協(xié)議的習(xí)慣，起到了一定的推動(dòng)意義，提高了應(yīng)用水平。
標(biāo)簽： CANopen 協(xié)議 分布式控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著用戶對(duì)供電質(zhì)量要求的進(jìn)一步提高，模塊化UPS 并聯(lián)系統(tǒng)獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。本文以模塊化UPS為研究對(duì)象，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)，將其分為直流部分模塊化和交流部分模塊化分別進(jìn)行討論。整流環(huán)節(jié)對(duì)Boost-PFC 電路進(jìn)行并聯(lián)控制，實(shí)現(xiàn)直流部分的模塊化；逆變環(huán)節(jié)在瞬時(shí)電壓PID 控制的基礎(chǔ)上，引入了瞬時(shí)均流的并聯(lián)控制策略，實(shí)現(xiàn)交流部分的模塊化。 介紹了有源功率因數(shù)校正技術(shù)的基本原理和控制思路，分析了單管雙Boost-PFC電路的工作過(guò)程，并將其簡(jiǎn)化等效成常規(guī)的Boost 電路進(jìn)行分析和控制。根據(jù)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，分別對(duì)電流控制環(huán)和電壓控制環(huán)進(jìn)行了分析，得出了電感電流主要受電流指令的影響，而輸入輸出電壓差的影響則相對(duì)比較小；輸出電壓主要受參考給定指令電壓、緩啟給定指令電壓以及輸出電流等因素的影響。根據(jù)電流環(huán)和電壓環(huán)的解析表達(dá)式，給出了并聯(lián)控制的方法及原理。 對(duì)單相電路、三相電路以及多模塊并聯(lián)電路分別進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，對(duì)多模塊的并聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。建立了單相逆變器的數(shù)學(xué)模型，并加入PID 控制器，得到了輸出電壓的解析表達(dá)式，得出逆變器輸出電壓與參考給定電壓和輸出電流有關(guān)。利用極點(diǎn)配置的方法得到了模擬域PID 控制器參數(shù)的計(jì)算公式，并采用后向差分法，將其轉(zhuǎn)換到數(shù)字域，得到了數(shù)字PID 控制器參數(shù)與模擬域參數(shù)的換算關(guān)系。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試和曲線擬合的辦法，得到了實(shí)際逆變器的電路參數(shù)。通過(guò)對(duì)所設(shè)計(jì)的數(shù)字PID 控制器進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了理論分析和計(jì)算。建立了PID 電壓閉環(huán)的多逆變器并聯(lián)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，分析得出并聯(lián)系統(tǒng)的輸出電壓主要由系統(tǒng)中各模塊的平均給定電壓決定，同時(shí)也受較高次的輸出諧波電流影響，受輸出基波電流影響相對(duì)較小；環(huán)流主要受模塊的給定電壓與系統(tǒng)平均給定電壓的偏差影響。針對(duì)環(huán)流產(chǎn)生的原因，提出了一種瞬時(shí)均流控制策略來(lái)減小系統(tǒng)環(huán)流對(duì)給定電壓偏差的增益，從而達(dá)到瞬時(shí)均流的目的。 對(duì)兩逆變模塊并聯(lián)的系統(tǒng)在各種工況下進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了理論分析的正確性和這種瞬時(shí)均流控制策略的可行性。
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諧振變換器相對(duì)硬開(kāi)關(guān)PWM變換器，具有開(kāi)關(guān)頻率高、關(guān)斷損耗小、效率高、重量輕、體積小、EMI噪聲小、開(kāi)關(guān)應(yīng)力小等優(yōu)點(diǎn)。而LLC諧振變換器具有原邊開(kāi)關(guān)管易實(shí)現(xiàn)全負(fù)載范圍內(nèi)的ZVS，次級(jí)二極管易實(shí)現(xiàn)ZCS諧振電感和變壓器易實(shí)現(xiàn)磁性元件的集成，以及輸入電壓范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，因而得到了廣泛的關(guān)注。 本文對(duì)諧振變換器的基本分類(lèi)和各種諧振變換器的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較和總結(jié)，并與傳統(tǒng)PWM變換器進(jìn)行了對(duì)比，總結(jié)出LLC諧振變換器的主要優(yōu)點(diǎn)。并以400W LLC諧振變換器為目標(biāo)設(shè)計(jì)，LLC前級(jí)使用APFC電路，后一級(jí)是LLC諧振變換器。 首先，基于FHA(基波分析法)的方法對(duì)LLC諧振變換器進(jìn)了穩(wěn)態(tài)電路的分析，并詳細(xì)闡述了LLC諧振變換器在各個(gè)開(kāi)關(guān)頻率范圍內(nèi)的工作原理和工作特性。隨后，文章詳細(xì)比較了LLC諧振變換器與傳統(tǒng)的諧振變換器和半橋PWM變換器不同之處。 然后，文章分別采用分段線性法和擴(kuò)展描述函數(shù)法建立了LLC諧振變換器的小信號(hào)模型。由于分段線性法建立的小信號(hào)模型僅考慮了LLC諧振變換器工作在滿負(fù)載的情況下，為了建立更具一般性的模型，論文又采用了擴(kuò)展描述函數(shù)法建模，用以指導(dǎo)控制環(huán)路的設(shè)計(jì)。 接著，論文對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了綜合設(shè)計(jì)。文章給出了APFC部分的主電路和控制補(bǔ)償回路的具體設(shè)計(jì)；同時(shí)，也做出了LLC諧振變換器主電路的具體設(shè)計(jì)，而LLC諧振變換器控制回路的設(shè)計(jì)，仍需要更深一步的研究，并需提出一種切實(shí)可行的設(shè)計(jì)方法。 最后，采用Pspiee軟件建立了仿真模型。仿真結(jié)果得出LLC諧振變換器能在負(fù)載和輸入電壓變化范圍都很大的情況下實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定調(diào)節(jié)，并能實(shí)現(xiàn)場(chǎng)效應(yīng)管和二極管的軟開(kāi)關(guān)，驗(yàn)證了理論分析的正確性；由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，制作的實(shí)驗(yàn)電路板處于調(diào)試之中，希望進(jìn)一步驗(yàn)證理論設(shè)計(jì)的正確性。
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