隨著環(huán)境污染和能源短缺問題的日趨嚴(yán)重，尋找一種儲(chǔ)備大、無污染的新能源已經(jīng)上升到世界各國的議事日程。太陽能作為當(dāng)今最理想環(huán)保的能源之一，已經(jīng)得到了人類越來越廣泛的應(yīng)用。本文以光伏（Photovoltaic—PV）并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)為研究對象，以最大限度利用太陽能、無污染回饋電網(wǎng)為主要目標(biāo)，開展了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的理論研究和仿真，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。光伏并網(wǎng)逆變器是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中必不可少的設(shè)備之一，其效率的高低、可靠性的好壞將直接影響整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能和投資。本文主要研究適用于并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器。 本文以一個(gè)完整的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)為研究對象，重點(diǎn)對單相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行了全面的分析，并從并網(wǎng)系統(tǒng)的主電路拓?fù)洹⒖刂撇呗浴⒐聧u效應(yīng)以及系統(tǒng)的可靠性分析幾個(gè)方面做了詳細(xì)的分析和仿真實(shí)驗(yàn)。 首先，介紹了國內(nèi)外光伏并網(wǎng)發(fā)電產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，并對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、優(yōu)缺點(diǎn)、發(fā)展趨勢及光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對逆變器的要求做了簡單介紹，對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)建立了總體認(rèn)識(shí)。 其次，討論研究了逆變器主電路的拓?fù)湫问剑⒏鶕?jù)實(shí)際情況，選擇了無變壓器的兩級(jí)結(jié)構(gòu)，即前級(jí)DC/DC變換器和后級(jí)DC/AC逆變器，兩部分通過DClink連接。前級(jí)的DC/DC模塊采用Boost拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，后級(jí)的DC/AC逆變器采用逆變?nèi)珮驅(qū)崿F(xiàn)逆變，向電網(wǎng)輸送功率。討論確定了逆變器輸出電流的控制方式，并最終確定了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的總體方案。高性能的數(shù)字信號(hào)處理器芯片（Digital Signal Processor—DSP）的出現(xiàn)，使得一些先進(jìn)的控制策略應(yīng)用于光伏并網(wǎng)的控制成為可能。本文以TI公司的數(shù)字信號(hào)處理器芯片TMS320F2812為核心，設(shè)計(jì)了控制電路并給出了驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路的設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì)思想。應(yīng)用MATLAB/Simulink中的工具箱搭建了整個(gè)電路模型，進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)研究。 再次，我們已經(jīng)知道孤島效應(yīng)問題關(guān)系到光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的安全問題。本文分析了孤島效應(yīng)產(chǎn)生的原因、對電網(wǎng)的危害和目前各種常用的被動(dòng)和主動(dòng)及外部孤島效應(yīng)的檢測方法。根據(jù)本文涉及的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)，采用了電壓前饋正反饋檢測孤島的方法，然后詳細(xì)介紹了該方法的原理和實(shí)現(xiàn)過程， 并給出了逆變器的反孤島效應(yīng)模型和仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果。仿真結(jié)果證明，該方法是可行的，并且達(dá)到了IEEE Std．2000—929標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 光伏系統(tǒng)的可靠性研究對整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行乃至投資決策產(chǎn)生了重要影響。本論文以光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的基本組成為線索，對各部分進(jìn)行可靠性分析，對滿足一定可靠性水平的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行分析，從而對其的推廣使用起到了理論指導(dǎo)作用。 關(guān)鍵詞：光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)；逆變器；孤島效應(yīng)；DSP；可靠性分析
標(biāo)簽： 光伏并網(wǎng) 逆變器 可靠性分析
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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，對數(shù)字化交流方波埋弧焊的國內(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^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)和行走小車的速度反饋及閉環(huán)PI運(yùn)算、電機(jī)PWM斬波控制以及過壓、過流、過熱等保護(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)，快速檢測焊機(jī)狀態(tài)并加以保護(hù)。 主控板芯片之間通過SPI通訊，外部控制箱和主控板之間則通過RS—485協(xié)議交換數(shù)據(jù)。通過軟件設(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)行的電磁兼容問題。 系統(tǒng)分析了交流方波參數(shù)的變化對焊接效果的影響，通過對焊接電流、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關(guān)器件的過流和變壓器的偏磁問題，取得了良好的焊接效果。 最后，對數(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；軟開關(guān)技術(shù)
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永磁同步電機(jī)是同步電機(jī)的一個(gè)重要類型，其轉(zhuǎn)子一般采用稀土永磁材料做激磁磁極，與傳統(tǒng)同步電機(jī)相比，體積和重量大為減小，而且結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，維護(hù)更方便。現(xiàn)代電氣傳動(dòng)控制的發(fā)展趨勢之一是開發(fā)新的交流調(diào)速與伺服系統(tǒng)。無論在矢量控制還是標(biāo)量控制中，轉(zhuǎn)速與位置的閉環(huán)控制都需要在電機(jī)軸上安裝一個(gè)速度傳感器，但是由于速度傳感器的引進(jìn)不僅增加了成本，降低了系統(tǒng)可靠性，還存在安裝問題，效果并不十分理想。因此高性能無速度傳感器控制成為近年來電機(jī)研究的熱點(diǎn)。 本文在系統(tǒng)介紹卡爾曼濾波器的基礎(chǔ)上，將其引入到永磁同步電機(jī)無速度傳感器狀態(tài)觀測中。由于永磁同步電機(jī)是一個(gè)強(qiáng)耦合的多階非線性系統(tǒng)，本文采用了工程實(shí)際中普遍采用的泰勒展開式截?cái)嗟姆椒ǎ瑢﹄姍C(jī)方程線性化處理，將卡爾曼濾波算法推廣至非線性系統(tǒng)，并加入了反映電機(jī)系統(tǒng)模型誤差和環(huán)境干擾的系統(tǒng)噪聲和測量噪聲模型，形成擴(kuò)展卡爾曼濾波算法。擴(kuò)展卡爾曼濾波器將電機(jī)轉(zhuǎn)子位置與轉(zhuǎn)速作為系統(tǒng)狀態(tài)變量進(jìn)行實(shí)時(shí)估算，并將所得信息反饋到永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)中。通過仿真，與電機(jī)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行比較，證明了擴(kuò)展卡爾曼濾波具有良好的動(dòng)態(tài)跟蹤能力和抗噪聲能力。 針對擴(kuò)展卡爾曼濾波算法在無速度傳感器控制中存在的不足，本文給出了降階線性卡爾曼濾波算法。降階線性卡爾曼濾波算法重新選擇了系統(tǒng)狀態(tài)變量，建立新的完全線性化的系統(tǒng)方程，并且卡爾曼濾波算法中的系統(tǒng)協(xié)方差矩陣成為時(shí)不變序列，因此可以直接應(yīng)用線性卡爾曼濾波算法。仿真結(jié)果證明，與擴(kuò)展卡爾曼濾波算法相比，新的算法更加簡單，減輕了繁重的參數(shù)調(diào)節(jié)任務(wù)，易于數(shù)字化實(shí)現(xiàn)，不僅具備擴(kuò)展卡爾曼濾波算法的優(yōu)勢，而且在某些性能方面超越了擴(kuò)展卡爾曼濾波算法。 通過分析得知，由于將系統(tǒng)模型不確定性與測量噪聲體現(xiàn)在系統(tǒng)方程中，因此卡爾曼濾波算法在狀態(tài)估算方面具有良好的性能。本文以降階線性卡爾曼濾波 算法為理論基礎(chǔ)，以永磁同步電機(jī)為對象，以數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）為核心，設(shè)計(jì)了電機(jī)狀態(tài)觀測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。整個(gè)方案在不增加成本的基礎(chǔ)上，充分利用數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）豐富的資源和強(qiáng)大的運(yùn)算能力，通過檢測電機(jī)相電流，實(shí)時(shí)估算出電機(jī)轉(zhuǎn)子位置與轉(zhuǎn)速。本系統(tǒng)可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)速度傳感器，為電機(jī)控制系統(tǒng)提供轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速反饋信息。本文的下一步主要工作便是將此系統(tǒng)付諸實(shí)踐，應(yīng)用于實(shí)際工程中，對卡爾曼濾波算法在永磁同步電機(jī)無速度傳感器控制方面的性能進(jìn)行進(jìn)一步研究。關(guān)鍵詞：永磁同步電機(jī)；無速度傳感器；卡爾曼濾波
標(biāo)簽： 卡爾曼 濾波算法 永磁同步電機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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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)與利用愈來愈受到重視。太陽能是當(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。其中太陽能光伏利用受到世界各國的普遍關(guān)注。而太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電是太陽能光伏利用的主要發(fā)展趨勢，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)前國際金融危機(jī)對光伏產(chǎn)業(yè)的影響。其次，分析了當(dāng)前國際市場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。對于全橋和半橋拓?fù)洌治隽瞬煌臑V波方式對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Σ煌負(fù)涞膿p耗情況在文章中進(jìn)行了比較。 對于非隔離型并網(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τ诓⒕W(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法實(shí)現(xiàn)無靜差控制，因此，本文對能夠?qū)崿F(xiàn)無靜差控制的比例諧振控制器進(jìn)行了簡要分析。最后，在非隔離型1.5kW實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上對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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隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，汽車結(jié)構(gòu)不斷完善，人們對汽車的性能更加關(guān)注。汽車本身是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，在使用過程中，隨著行駛里程的增加和使用時(shí)間的延續(xù)，汽車技術(shù)狀況可能不斷惡化，需要定期進(jìn)行檢測。汽車底盤測功機(jī)是一種不解體檢驗(yàn)汽車性能的檢測設(shè)備，采用現(xiàn)代電測和計(jì)算機(jī)技術(shù)，模擬汽車在各種路面行駛阻力，使汽車的道路試驗(yàn)項(xiàng)目移至室內(nèi)進(jìn)行，減少室外環(huán)境變化對測試的影響，能夠很好的改善試驗(yàn)人員的試驗(yàn)環(huán)境和提高測試精度。 本文首先介紹了汽車底盤測功機(jī)的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀，闡明了研究汽車底盤測功機(jī)測控系統(tǒng)的目的和意義，給出了汽車底盤測功機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，在詳細(xì)分析汽車道路上和底盤測功機(jī)上運(yùn)行受力情況的基礎(chǔ)上，建立了測功機(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，簡化了底盤測功機(jī)的結(jié)構(gòu)，而且實(shí)現(xiàn)了慣性阻力的無級(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)底盤測功機(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，滿足了汽車底盤測功機(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)能滿足汽車性能測試的要求。
標(biāo)簽： 汽車底盤 測功 測控系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-12
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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)初期開展電磁兼容數(shù)值仿真和預(yù)測對解決復(fù)雜的電磁干擾問題意義重大。 本文介紹了國內(nèi)外電力電子裝置電磁兼容的研究現(xiàn)狀。針對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PCB電源板進(jìn)行電磁兼容預(yù)測。采用軟件Protel99SE和CST微波工作室(R)(CST MICROWAVE STUDIO(R)，簡稱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)過程中加入對PCB電磁兼容性分析的場仿真，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)對變流器機(jī)柜進(jìn)行電磁輻射干擾瞬態(tài)仿真，分析過程中考慮到了IGBT的開關(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
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異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種新型、高性能交流調(diào)速技術(shù)。它利用電壓源型逆變器的工作過程，控制定子磁鏈的走或停，即調(diào)整定子磁鏈與轉(zhuǎn)子磁鏈的夾角大小，從而對電機(jī)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行直接控制以獲得良好的動(dòng)態(tài)性能。 論文首先探討了直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，闡述了直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理，分析了常用的圓形磁鏈軌跡控制方法，詳細(xì)介紹了直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)主要模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。在分析交流異步電機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型、轉(zhuǎn)矩和磁鏈計(jì)算方程的基礎(chǔ)上，分析了直接轉(zhuǎn)矩控制的異步電動(dòng)機(jī)在低速運(yùn)行時(shí)存在轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和轉(zhuǎn)速波動(dòng)較大的問題。基于占空比控制和離散占空比控制的異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制方法，由電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩公式和合成電壓矢量理論推導(dǎo)了直接計(jì)算占空比的方法，在不影響系統(tǒng)各方面性能指標(biāo)的情況下使降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的計(jì)算量大大減少，方便了計(jì)算和使用。兩種方法均具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、占空比計(jì)算量小等優(yōu)點(diǎn)。研究結(jié)果驗(yàn)證了這兩種方法的正確性和有效性。在第一種方法中加入了單神經(jīng)元控制器，使系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)性能得到了提高。接著對利用空間電壓矢量調(diào)制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究。仿真結(jié)果表明此種方法能夠有效的降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，使系統(tǒng)性能得到提高。 以TMS320F2812DSP為CPU搭建了直接轉(zhuǎn)矩控制硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，調(diào)試了硬件電路。編寫了相關(guān)軟件流程圖和程序清單。
標(biāo)簽： DSP 異步電動(dòng)機(jī) 直接轉(zhuǎn)矩控制
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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開關(guān)損耗及其帶來的散熱問題限制了變流器開關(guān)頻率的提高，從而限制了變流器的小型化和輕量化。軟開關(guān)技術(shù)能夠有效的降低開關(guān)損耗，提高變流器的效率和開關(guān)頻率，被廣泛的應(yīng)用在各種大功率開關(guān)電源場合。 本文首先對軟開關(guān)技術(shù)進(jìn)行了一個(gè)概述，介紹了軟開關(guān)技術(shù)的工作原理及發(fā)展歷史，特別提到了最新的控制型軟開關(guān)技術(shù)。在第二章中，針對課題，著重講述了全橋電路。作為對比，首先分析了全橋硬開關(guān)電路的工作原理和開關(guān)損耗。然后，分析了全橋軟開關(guān)兩種常見的實(shí)現(xiàn)方法：ZVS和ZVZCS，并針對幾種常見拓?fù)洌敿?xì)對比了它們的工作原理，軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)方法，軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)效果，軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)范圍和總體效率，指出了它們的優(yōu)缺點(diǎn)和各自適合的應(yīng)用領(lǐng)域。在第三章中，首先介紹了全橋軟開關(guān)的兩種控制策略：移相全橋和有限雙極性，從實(shí)現(xiàn)方法和對軟開關(guān)效果的影響兩個(gè)方面，做出比較。然后介紹了開關(guān)電源常見的三種控制方式：電壓模式控制、峰值電流模式和平均電流模式控制，其中詳細(xì)介紹了平均電流模式控制，給出了設(shè)計(jì)思想和步驟。最后，給出了全橋軟開關(guān)電路的小信號(hào)模型，分析了軟開關(guān)技術(shù)的引入對傳統(tǒng)PWM硬開關(guān)全橋電路小信號(hào)模型的影響。第四章給出了5kW電力操作電源的具體設(shè)計(jì)步驟，如方案選擇，磁設(shè)計(jì)、控制環(huán)路設(shè)計(jì)、副邊整流電壓尖峰吸收等關(guān)鍵步驟。第五章分析了實(shí)驗(yàn)波形和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了上述理論和設(shè)計(jì)的正確性。
上傳時(shí)間： 2013-05-22
上傳用戶：dajin
隨著全球能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重，開發(fā)利用清潔的可再生能源勢在必行。太陽能是當(dāng)前世界上最清潔、最現(xiàn)實(shí)、大規(guī)模開發(fā)利用最有前景的可再生能源之一。其中太陽能光伏利用受到世界各國的普遍關(guān)注，而太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電是太陽能光伏利用的主要發(fā)展趨勢，必將得到快速的發(fā)展。此外，高性能的數(shù)字信號(hào)處理芯片(DSP)的出現(xiàn)，使得一些先進(jìn)的控制策略應(yīng)用于光伏并網(wǎng)逆變器成為可能。本論文就是在此背景下，對太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的核心器件并網(wǎng)逆變器進(jìn)行了較為深入的研究，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的兩個(gè)核心部分是太陽能電池板的最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)控制和光伏并網(wǎng)逆變控制。 首先，本文對太陽能電池的工作原理及工作特性進(jìn)行介紹，詳細(xì)分析太陽能電池工作的等效電路和數(shù)學(xué)模型。 其次，本文對幾種傳統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)控制算法進(jìn)行了研究、分析和比較，提出各自優(yōu)缺點(diǎn)。基于最大功率跟蹤過程的快速性和穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)采用改進(jìn)的間歇掃描法來實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)中太陽能電池的最大功率輸出，以提高系統(tǒng)的性能和最大功率點(diǎn)跟蹤速度。 再次，針對既可獨(dú)立運(yùn)行又可并網(wǎng)運(yùn)行的單相光伏逆變器，本文采用有效值外環(huán)、瞬時(shí)值內(nèi)環(huán)的控制方法，既保證了逆變器輸出的靜態(tài)誤差為零，又保證了逆變器良好的輸出波形。給出了同時(shí)滿足獨(dú)立和并網(wǎng)兩種運(yùn)行模式的輸出濾波器結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)的計(jì)算過程，并通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性。 隨后，詳細(xì)討論了并網(wǎng)過程中的軟件鎖相環(huán)技術(shù)，對鎖相環(huán)電路的組成、工作原理進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明此方法可靠有效，能使逆變器輸出電流與電網(wǎng)電壓完全同相，達(dá)到功率因數(shù)為1的目的。 最后，采用TI公司的TMS320LF2407A作為主控芯片，研制完成1.5kW實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，分別得出了獨(dú)立運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，結(jié)果表明，所采用的控制策略和設(shè)計(jì)的硬件電路能夠滿足設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)可安全、穩(wěn)定運(yùn)行。
標(biāo)簽： 太陽能光伏 分 并網(wǎng)發(fā)電
上傳時(shí)間： 2013-05-18
上傳用戶：uuuuuuu
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
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