微型燃微型燃氣輪發(fā)電機組由渦輪機、壓縮機、燃燒室、回?zé)崞鳌⑤S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(lǐng)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(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,根據(jù)設(shè)計要求,機組控制系統(tǒng)應(yīng)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(zhuǎn)現(xiàn)象。同時應(yīng)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(yù)熱,以降低對機組的熱沖擊,提高機組壽命。機組轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達到95%額定轉(zhuǎn)速后投入按額定轉(zhuǎn)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(dāng)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(yīng)正常停車:當(dāng)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(yīng)發(fā)出聲光報警。當(dāng)機組發(fā)生嚴重故障時機組控制系統(tǒng)應(yīng)發(fā)出聲光報警并緊急停車。同時還應(yīng)考慮設(shè)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(shè)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(jié)構(gòu)、硬件和軟件的設(shè)計。以西門子S7-300PLC及相關(guān)的開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)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(shè)計,以及系統(tǒng)供電電路的設(shè)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(shè)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(xué)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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本文針對電力變壓器的電磁設(shè)計過程、優(yōu)化方法、優(yōu)化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),以及優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)開發(fā)中采用的技術(shù)和處理方法展開了深入的討論和研究,開發(fā)了一套干式變壓器電磁計算優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)。論文工作主要包括以下幾方面的內(nèi)容: (1)綜述了電力變壓器的結(jié)構(gòu)特征和傳統(tǒng)電磁設(shè)計的流程,分析了變壓器電磁設(shè)計中的設(shè)計流程、設(shè)計目標、方案組合等重點問題,研究了變壓器的評價準則的選擇和計算。同時對變壓器電磁設(shè)計計算的細節(jié)做了深入分析,理清了變壓器設(shè)計中各個步驟、各個部件之間的相互關(guān)系,成功地將變壓器計算中的一些核心的計算過程程序化。 (2)深入研究和分析了目前變壓器優(yōu)化設(shè)計的研究和實踐中所采用的優(yōu)化方法,包括比較成熟的循環(huán)遍歷法和其他還處于研究階段或還有缺陷的方法,對這些算法的原理、應(yīng)用情況、優(yōu)缺點進行了比較和總結(jié)。 (3)將ODBC(開放數(shù)據(jù)庫互連)和OLE(對象鏈接和嵌入)自動化技術(shù)引入電力變壓器的電磁優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)中,一改以往的設(shè)計軟件封閉的弊病,具有出色的可擴展性,充分利用了現(xiàn)代操作系統(tǒng)環(huán)境的先進功能。以oLE自動化技術(shù)為基礎(chǔ)的計算單自動生成技術(shù),使變壓器設(shè)計軟件能夠在更大程度上協(xié)助設(shè)計人員的工作,將設(shè)計人員從簡單勞動中解脫出來,使設(shè)計軟件能夠真正成為全面的變壓器優(yōu)化設(shè)計軟件。 (4)將各種型式的敞開式和環(huán)氧澆注干式變壓器電磁計算優(yōu)化設(shè)計整合到同一系統(tǒng)中,方便了用戶不同的設(shè)計要求,同時根據(jù)專家理論設(shè)計了眾多人工干預(yù)設(shè)計的環(huán)節(jié),令本軟件更具有系統(tǒng)性、實用性、開放性和個性。 (5)對當(dāng)前熱門的非晶合金變壓器進行了簡要介紹,并指出非晶合金變壓器的優(yōu)缺點,分析了其即將全面使用的趨勢。同時對非晶合金干式變壓器的優(yōu)化設(shè)計進行了研究和探討,給下一步的工作指明了方向。
標簽: 干式變壓器 優(yōu)化設(shè)計 電磁計算
上傳時間: 2013-05-28
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由于干式變壓器的優(yōu)良性能以及在特種場合下對干式變壓器的應(yīng)用需求,當(dāng)前我國干式變壓器市場空間廣闊,競爭激烈。但是目前國內(nèi)許多干式變壓器生產(chǎn)廠家仍然停留在手工設(shè)計計算階段,設(shè)計的效率低、周期長、人工成本高。干式變壓器原材料的上漲,也加大了廠家的制作成本。以研究、開發(fā)實用性干式變壓器CAD系統(tǒng)為目的,本文對該集成軟件的系統(tǒng)分析及相應(yīng)的實現(xiàn)技術(shù)進行了詳細的研究。 首先,在總結(jié)干式變壓器手工設(shè)計方法的基礎(chǔ)上,借鑒變壓器的通用優(yōu)化設(shè)計模型,結(jié)合干式變壓器的特點,建立了干式變壓器的優(yōu)化設(shè)計模型。以鐵芯直徑、窗高、內(nèi)線圈匝數(shù)、外線圈電流密度、內(nèi)線圈電流密度為變量,采用改進遺傳算法對其進行干式變壓器單機優(yōu)化設(shè)計。該算法將模擬退火思想引入到遺傳算法的選擇機制中,解決了傳統(tǒng)遺傳算法過早收斂的問題。其與傳統(tǒng)遺傳算法優(yōu)化結(jié)果對比表明:新的算法收斂性較好,優(yōu)化效果較明顯,算法是成功的。并根據(jù)Appelbaum序貫分解法的基本思想,通過“共同變量”和“非共同變量”將系列中兼容的各規(guī)格變壓器聯(lián)系起來,得到系列變壓器優(yōu)化設(shè)計的統(tǒng)一數(shù)學(xué)模型,然后使用改進后的遺傳算法對中小型干式變壓器中套用同一個機座的系列優(yōu)化問題進行了探討,并在此基礎(chǔ)上建立了干式變壓器系列優(yōu)化的軟件優(yōu)化設(shè)計流程。 其次,在軟件設(shè)計方面選用C++程序設(shè)計語言,采用Visual Basic進行界面編寫,且運用ActiveX技術(shù)實現(xiàn)了VB與AutoCAD軟件的連接。該設(shè)計不但能夠?qū)Ω墒阶儔浩鬟M行優(yōu)化設(shè)計,并且添加了CAD制圖功能。本文對數(shù)據(jù)庫支撐的干式變壓器CAD系統(tǒng)進行了系統(tǒng)設(shè)計和研究,詳細探討了該集成軟件的實現(xiàn)技術(shù)。 最后,在各項性能指標都滿足國家標準要求的情況下,以SC9-50/10型號和SCB9-1250/10型號的干式變壓器為例進行單機優(yōu)化,變壓器有效成本分別降低了2.83﹪和1.79﹪;以系列號SC9-50/10四個規(guī)格變壓器為例進行系列優(yōu)化,分別按照不同的權(quán)重來進行系列優(yōu)化設(shè)計,優(yōu)化方案1時,總成本下降了3.26﹪;優(yōu)化方案2時,總成本下降了3.1﹪。可見,達到了預(yù)期效果,干式變壓器成本有效降低。
標簽: CAD 干式變壓器 優(yōu)化設(shè)計
上傳時間: 2013-07-23
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隨著焊接技術(shù)、控制技術(shù)以及計算機信息技術(shù)的發(fā)展,對于數(shù)字化焊機系統(tǒng)的研究已經(jīng)成為熱點,本文開展了對數(shù)字化IGBT逆變焊機控制系統(tǒng)的研究工作,設(shè)計了數(shù)字化逆變焊機的主電路和控制系統(tǒng)的硬件部分。 本文首先介紹了“數(shù)字化焊機”的概念,分析了數(shù)字化焊機較傳統(tǒng)的焊機的優(yōu)勢,然后結(jié)合當(dāng)前數(shù)字化焊機的國內(nèi)外發(fā)展形勢,針對數(shù)字信號處理技術(shù)的特點,闡明了進行本課題研究的必要性和研究內(nèi)容。文章隨后列出了整個數(shù)字化逆變焊機的設(shè)計思路和方案,簡要介紹了數(shù)字信號處理器(DSP-Digital SignalProcessing)的特點,較為詳細地解釋了以DSP為核心的控制系統(tǒng)設(shè)計過程。根據(jù)弧焊電源控制的要求,選擇了控制器的DSP型號。 逆變焊機的主電路采用輸出功率較大的IGBT全橋式逆變結(jié)構(gòu)(逆變頻率20KHz),由輸入整流濾波電路、逆變電路、中頻變壓器、輸出整流電路和輸出直流電抗器組成。文中簡略介紹了主電路的設(shè)計要點及元件的選型和參數(shù)的計算,并對所設(shè)計的主電路進行了Matlab計算機仿真研究。 在控制系統(tǒng)的設(shè)計中,采用TI(美國德州儀器)公司的DSP(TMS320LF2407)芯片作為CPU,由于其速度快(40MHz)、精度高(16bits)等特點,為弧焊逆變器控制系統(tǒng)真正實現(xiàn)數(shù)字化提供了條件。在DSP最小系統(tǒng)、電壓電流采樣調(diào)理模塊、保護模塊、鍵盤與顯示模塊等主要模塊的作用下對整個焊接電源進行了實時的閉環(huán)控制與焊接過程的實時監(jiān)控。控制電路采用脈寬調(diào)制方式(PWM)進行輸出控制,即:控制IGBT的導(dǎo)通時間來實現(xiàn)焊機輸出功率與輸出特性的控制。設(shè)計了專門的“分頻電路”,DSP輸出的控制脈沖經(jīng)過“分頻電路”分成兩路后,再經(jīng)IGBT專用驅(qū)動模塊M57959L,進行功率放大后,觸發(fā)IGBT。DSP對輸出電流和電弧電壓進行實時采樣,采用離散的PI控制算法計算后,輸出相應(yīng)的控制量來實時調(diào)節(jié)IGBT驅(qū)動脈沖的脈寬,進而調(diào)制輸出電流,達到控制焊機輸出的目的。 經(jīng)過實驗,得到了相應(yīng)的輸出電壓電流波形、PWM波形和IGBT門極驅(qū)動的實驗波形,該控制系統(tǒng)基本符合逆變焊機的工作要求。 最后,在對本文做簡要總結(jié)的基礎(chǔ)上,對于本逆變焊機的進一步完善工作提出了建議,為數(shù)字化焊機控制系統(tǒng)今后更加深入的研究奠定了良好的基礎(chǔ)。
上傳時間: 2013-08-01
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電纜偏心嚴重影響電纜的質(zhì)量,因此在電纜生產(chǎn)時必須要進行偏心檢測。該文針對目前我國電纜偏心檢測技術(shù)落后的現(xiàn)狀,提出采用電渦流檢測方法來研制可以對電纜進行在線實時偏心檢測的自動化系統(tǒng),并對此項檢測技術(shù)進行了詳細研究。 該文先從偏心傳感器、數(shù)據(jù)采集器和上位機系統(tǒng)三大部分對電渦流式電纜偏心檢測系統(tǒng)進行了整體設(shè)計。完成了偏心傳感器探頭的設(shè)計并解決了偏心傳感器振蕩電路的電源供應(yīng)問題和信號從旋轉(zhuǎn)部件到靜止部件的傳輸問題。以TLC2543A/D轉(zhuǎn)換器和AT89C52單片機為核心器件設(shè)計了數(shù)據(jù)采集器,完成模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換,并通過RS-232串行通訊把采樣數(shù)據(jù)傳輸給PC機。利用VisualBasic語言開發(fā)了軟件系統(tǒng),對接收的數(shù)據(jù)進行了處理并對結(jié)果進行了輸出顯示。 為了提高檢測系統(tǒng)的精度,系統(tǒng)中采用了模擬濾波器和數(shù)字濾波器。根據(jù)檢測系統(tǒng)中信號的特點,分別確定了模擬濾波器和數(shù)字濾波器的性能指標,設(shè)計了抗混疊的3階巴特沃思模擬濾波器和5階橢圓型ⅡR低通數(shù)字濾波器,并采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM行了實現(xiàn)。在靜態(tài)的電纜偏心檢測實驗系統(tǒng)中對濾波器的性能進行了驗證。 偏心傳感器是檢測系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件,它的性能至關(guān)重要。該文通過構(gòu)造的靜態(tài)實驗系統(tǒng)對偏心傳感器的性能進行了研究,分析了被測電纜線芯直徑、檢測線圈的匝數(shù)和檢測探頭的尺寸對偏心傳感器性能的影響。
上傳時間: 2013-06-19
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本文對高性能、大容量可調(diào)AC-DC直流開關(guān)電源進行了研究。文章詳細分析了高性能、大容量可調(diào)AC-DC直流開關(guān)電源的工作原理,并提出了主電路和控制電路的詳細設(shè)計方案。在此基礎(chǔ)上,完成了整個系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計和軟件程序的編制,并對電源裝置的硬件和軟件進行了調(diào)試和修改。在分析原理的基礎(chǔ)上,本文從三相橋式不控整流、全橋變換器、高頻變壓器、濾波電路等環(huán)節(jié)對該系統(tǒng)的主電路進行了闡述,同時探討了該電源系統(tǒng)實現(xiàn)大容量的解決方案,即采用多個電源模塊并聯(lián)運行。本文還探討了多個電源模塊并聯(lián)運行時的自動均流技術(shù),并詳細介紹了基于平均值的自動均流電路。在電壓調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)上,詳細分析了基于SG1525控制芯片的PWM控制電路。本文研制的直流開關(guān)電源具有輸出電壓可調(diào)、輸出電流大、紋波小等特點,而且還具有換檔、遠程控制等功能。它主要用于各種直流電機性能測試,實驗結(jié)果表明它基本達到設(shè)計要求,從而驗證了理論分析的正確性,具有廣闊的應(yīng)用前景。
上傳時間: 2013-07-31
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隔離升壓DC-DC變換器在電動汽車、儲能系統(tǒng)、可再生能源發(fā)電以及超導(dǎo)儲能系統(tǒng)等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。本文以隔離升壓全橋變換器(Isolated Boost Full Bridge Converter,簡稱IBFBC)為研究對象,針對隔離升壓型變換器的拓撲結(jié)構(gòu)、起動問題、隔離變壓器漏感問題、軟開關(guān)問題和輸入電感磁復(fù)位問題等進行了系統(tǒng)深入的研究,解決了這一類拓撲所共有技術(shù)問題。 提出了隔離升壓DC-DC變換器拓撲族,分析比較了各種拓撲的特點,確定了以IBFBC為研究對象。對IBFBC進行了詳細的穩(wěn)態(tài)分析和小信號建模分析,為其分析、設(shè)計和搭建實驗平臺提供了電路理論基礎(chǔ)。 理論上分析了IBFBC起動時存在電流沖擊的原因。提出了二種數(shù)字化軟起動方案,該方案對主電路進行了改造,利用DSP能靈活產(chǎn)生PWM波的特點采用了新的控制策略,成功實現(xiàn)了該系統(tǒng)的軟起動。 理論上分析了IBFBC隔離變壓器漏感引起功率開關(guān)管關(guān)斷電壓尖峰的原因,采用了有源箝位的方法,有效的解決電壓尖峰問題。提出了帶有源箝位IBFBC的九種PWM控制策略,提出了一種控制型軟PWM方法,在不增加主電路元器件的基礎(chǔ)上,通過控制PWM的發(fā)生方法,實現(xiàn)了有源箝位功率開關(guān)管和橋臂功率開關(guān)管的零電壓開通。 從理論上分析了IBFBC輸入電感磁復(fù)位問題。在正常停機時提出了一種數(shù)字化軟停止的方法,控制變換器由Boost工作狀態(tài)逐漸過渡到Buck工作狀態(tài),讓輸入電感存儲的能量逐漸釋放掉,最后停止工作。對于故障保護停機,采用了繞組磁復(fù)位的方法,把輸入電感設(shè)計成反激式變換器形式,突然停機時,電感中存儲的能量通過反激式繞組釋放到輸出端,這樣保護了變換器不會損壞。 給出了主電路關(guān)鍵器件參數(shù)的設(shè)計方法,設(shè)計了以DSP-TMS320F2407為核心的數(shù)字控制單元,編寫了DSP控制程序和CPLD邏輯處理程序。研制了一臺輸出功率5KW,輸入電壓直流24V,輸出電壓直流300V的IBFBC,通過全面的性能實驗驗證了理論分析和仿真結(jié)果。 本文立足于IBFBC的關(guān)鍵技術(shù)要求,并充分考慮工程應(yīng)用中的實際因素,進行了理論分析和實驗研究,為實際系統(tǒng)方案設(shè)計提供理論依據(jù),并已經(jīng)在實際應(yīng)用中得到驗證。
上傳時間: 2013-04-24
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電子式互感器與傳統(tǒng)電磁式互感器相比,在帶寬、絕緣和成本等方面具有優(yōu)勢,因而代表了高電壓等級電力系統(tǒng)中電流和電壓測量的一種極具吸引力的發(fā)展方向。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和電力市場中競爭機制的形成,電子式互感器成為人們研究的熱點;越來越多的新技術(shù)被引入到電子式互感器設(shè)計中,以提高其工作可靠性,降低運行總成本,減小對生態(tài)環(huán)境的壓力。本文圍繞電子式互感器實用化中的關(guān)鍵技術(shù)而展開理論與實驗研究,具體包括新型傳感器、雙傳感器的數(shù)據(jù)融合算法、數(shù)字接口、組合式電源、低功耗技術(shù)和自監(jiān)測功能的實現(xiàn)等。 目前電子式電流互感器(ECT)大多數(shù)采用單傳感器開環(huán)結(jié)構(gòu),對每個環(huán)節(jié)的精度和可靠性的要求都很高,嚴重制約了ECT整體性能的提高,影響其實用化。本文介紹了新型傳感器~鐵心線圈式低功率電流傳感器(LPET)和印刷電路板(PCB)空心線圈及其數(shù)字積分器,在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一種基于LPCT和PCB空心線圈的組合結(jié)構(gòu)的新型電流傳感器。該結(jié)構(gòu)具有并聯(lián)的特點,結(jié)合了這兩種互感器的優(yōu)點,采用數(shù)據(jù)融合算法來處理兩路信號,實現(xiàn)高精度測量和提高系統(tǒng)可靠性,并探索出辨別LPET飽和的新方法。試驗和仿真結(jié)果表明,這種新型電流傳感器可以覆蓋較大的電流測量范圍,達到IEC 60044-8標準中關(guān)于測量(幅值誤差)、保護(復(fù)合誤差)和暫態(tài)響應(yīng)(峰值)的準確度要求,能夠作為多用途電流傳感器使用。 在電子式電壓互感器方面,基于精密電阻分壓器的新型傳感器在原理、結(jié)構(gòu)和輸出信號等方面與傳統(tǒng)的電壓互感器有很大不同,本文設(shè)計了一種可替代10kV電磁式電壓互感器的精密電阻分壓器。通過試驗研究與計算分析,得出其性能主要受電阻特性和雜散電容的影響,并給出了減小其誤差的方法。測試結(jié)果表明,設(shè)計的10kV精密電阻分壓器的準確度滿足IEC 60044-7標準要求,可達0.2級。 電子式互感器的關(guān)鍵技術(shù)之一是內(nèi)部的數(shù)字化以及其標準化接口,本文以10kV組合型電子式互感器為對象設(shè)計了一種實用化的數(shù)字系統(tǒng)。以精密電阻分壓器作為電壓傳感器,電流傳感器則采用基于數(shù)據(jù)融合算法的LPCT和PCB空心線圈的組合結(jié)構(gòu)。本文首先解決了互感器間的同步與傳感器間的內(nèi)部同步問題,進而依照IEC61850-9-1標準,實現(xiàn)了組合型電子式互感器的100M以太網(wǎng)接口。 電子式電流互感器在高電壓等級的應(yīng)用研究中,ECT高壓側(cè)的電源問題是關(guān)鍵技術(shù)之一。論文首先分析了兩種電源方案:取電CT電源和激光電源。取電CT電源通過一個特制的電流互感器(取電CT),直接從高壓側(cè)母線電流中獲取電能。在取電CT和整流橋之間設(shè)計一個串聯(lián)電感,大大降低了施加在整流橋上的的感應(yīng)電壓并限制了取電CT的輸出電流,起到了穩(wěn)定電壓和保護后續(xù)電路的作用。激光電源方案以先進的光電轉(zhuǎn)換器、半導(dǎo)體激光二極管和光纖為基礎(chǔ),單獨一根上行光纖同時完成供能和控制信號的傳輸,在不影響光供能穩(wěn)定性的情況下,數(shù)據(jù)通信完成在短暫的供能間隔中。在高電位端控制信號通過在能量變換電路中增加一個比較器電路被提取出來。本文還提出了一種將兩種供能方式結(jié)合使用的組合電源,并設(shè)計了這兩種電源之間的切換方法,解決了取電CT電源的死區(qū)問題,延長了激光器的使用壽命。作為綜合應(yīng)用實例,設(shè)計并完成了以LPCT為傳感器、由組合電源供能、采用低功耗技術(shù)的高壓電子式電流互感器。互感器高壓側(cè)的一次轉(zhuǎn)換器能夠提供兩路傳感器數(shù)據(jù)通道,并且具有溫度補償和采集通道的自校正功能,在更寬溫度、更大電流范圍內(nèi)保證了極高的測量精度:互感器低電位端的二次轉(zhuǎn)換器具有數(shù)字和模擬接口,可以接收數(shù)據(jù)并發(fā)送命令來控制一次轉(zhuǎn)換器,包括同步和校正命令在內(nèi)的數(shù)據(jù)信號可以通過同一根供能光纖傳送到一次轉(zhuǎn)換器。該互感器具有在線監(jiān)測功能,這種預(yù)防性維護和自檢測功能夠提示維護或提出警告,提高了可靠性。系統(tǒng)測試表明:具有低功耗光纖發(fā)射驅(qū)動電路的一次轉(zhuǎn)換器平均功耗在40mw以下:上行光纖中通信波特率可以達到200kb/s,下行光纖中更是高達2Mb/s;系統(tǒng)準確度同時滿足IEC6044-8標準對0.2S級測量和5TPE級保護電子式互感器的要求。
上傳時間: 2013-06-09
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電流互感器是電力系統(tǒng)中最重要的高壓設(shè)備之一。它被廣泛應(yīng)用于繼電保護、系統(tǒng)監(jiān)測、電力系統(tǒng)分析之中,關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全性與可靠性。隨著電力系統(tǒng)向高電壓、大容量和數(shù)字化方向的發(fā)展,傳統(tǒng)的電磁式電流互感器很難滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的進一步要求。因此,研究基于計算機技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)及數(shù)字處理技術(shù)的以電子式電流互感器(ECT)為代表的、新型的高精度電流互感器成了大勢所趨。在電子式電流互感器的應(yīng)用研究中,ECT高壓側(cè)的電源問題是關(guān)鍵技術(shù)之一。 本文對國內(nèi)外電子式電流互感器發(fā)展的現(xiàn)狀進行了描述,并對已有的電子式電流互感器的高壓側(cè)供能方式進行了總結(jié)。論文根據(jù)本課題組所研究的電子式電流互感器的特點,對電子式電流互感器的高壓側(cè)供能系統(tǒng)的設(shè)計進行了研究,提出一種將兩種供能方式結(jié)合使用的組合電源,并設(shè)計了這兩種電源之間的切換方法。 本文首先設(shè)計了一種應(yīng)用于高壓電子式電流互感器的數(shù)字化激光電源,包括大功率激光器的驅(qū)動電路、基于16位低功耗單片機MSP430的過流保護電路和恒溫控制電路、輸入電路、顯示電路、以及高壓側(cè)變換電路。其供能部分由低電位側(cè)的大功率激光光源產(chǎn)生激光輸出,經(jīng)光纖將激光能量傳輸?shù)竭_高電位側(cè)的光電池,再由光電池進行光功率到電功率的光電變換后,形成滿足光電電流互感器傳感頭部分所需的電壓輸出。實驗結(jié)果表明,該電源可以提供穩(wěn)定的6V電壓,其功率不少于300mW。 本文又設(shè)計了了一種應(yīng)用于高壓側(cè)電子裝置中的CT電源方案:通過一個特制的電流互感器(CT),直接從高壓側(cè)一次母線電流獲取電能,憑借在CT和整流橋之間串聯(lián)的一個電感,大大降低了施加在整流橋上的的感應(yīng)電壓并限制了CT的輸出電流,起到了穩(wěn)定電壓和保護后續(xù)電路的作用。實驗結(jié)果表明,該電源能輸出穩(wěn)定的5V直流電壓,紋波不超過25mV。 最后,本文提出了一種將兩種供能方式結(jié)合使用的組合電源,并設(shè)計了這兩種電源之間的切換方法,解決了取電CT電源的死區(qū)問題,延長了激光器的使用壽命。
上傳時間: 2013-06-05
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交流電機,特別是異步籠型電機,因具有結(jié)構(gòu)簡單,堅固耐用,價格便宜等特點而得到廣泛應(yīng)用。經(jīng)過一個多世紀的發(fā)展,其調(diào)速方法同趨成熟,而交流調(diào)速的最理想方法還是變頻調(diào)速。隨著工業(yè)需求的快速增長,高壓大功率成為發(fā)展的必然趨勢,但是在中高壓大功率調(diào)速領(lǐng)域,大都采用電動機定速運行。 直到20世界末采用全控型電力電子器件的高壓大功率交流變頻調(diào)速產(chǎn)品誕生,大功率傳動領(lǐng)域巨大節(jié)能需求得到釋放。多電平功率變換技術(shù)可以使耐壓值較低的全控型電力電子器件可靠應(yīng)用于高壓大功率領(lǐng)域,并有效減少PWM控制產(chǎn)生的高次諧波。當(dāng)前,級聯(lián)式多電平功率變換電路在高壓電機調(diào)速和電力系統(tǒng)無功補償領(lǐng)域已獲得實際應(yīng)用。 本課題以10kV,250kW高壓變頻器為背景,主要研究級聯(lián)式多電平高壓變頻器在異步電機控制領(lǐng)域的應(yīng)用。在對高壓變頻器工作原理與結(jié)構(gòu)設(shè)計研究的同時,對主電路進行諧波改善分析。高壓變頻器很難做成通用變頻器,所以最好設(shè)計與之相適應(yīng)的高壓變頻電機。通過對這種新型電機設(shè)計的研究,更好地發(fā)揮了變頻調(diào)速技術(shù)的優(yōu)勢。在本課題中,還采用了MATLAB7.0/Simulink6.0仿真軟件,對功率單元移相多重化進行了仿真,為進一步的研究做準備。 依照本課題的研究,最終目的是為高壓變頻器在異步電機控制領(lǐng)域的應(yīng)用作結(jié)構(gòu)優(yōu)化,器件搭配的指導(dǎo),并在運行過程中通過調(diào)試和仿真提供不斷改善的最佳方案。
上傳時間: 2013-05-17
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