本文從感應(yīng)加熱基本原理出發(fā)，概述了感應(yīng)加熱技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，在分析串聯(lián)諧振逆變器各種功率控制策略原理及優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)于移相調(diào)功輕載時(shí)的缺陷，本文將有限雙極性PWM法引入逆變器輕載時(shí)的輸出控制，通過DPLL鎖相，使滯后橋臂的電壓與電流始終保持一定的相位，同時(shí)結(jié)合非輕載時(shí)移相功率調(diào)節(jié)良好的特性，提出了一種基于DSP的新型功率控制策略，克服了傳統(tǒng)移相全橋的缺點(diǎn)，使得高頻逆變電源在輕載條件下仍能實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)，且輕載時(shí)電流連續(xù)調(diào)節(jié)范圍廣，三角畸變程度輕于PSPWM，大幅度的擴(kuò)大了負(fù)載的適用范圍，提高了電源整機(jī)效率。 在對(duì)新型PWM功率控制串聯(lián)諧振逆變器工作過程進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，解決了所有開關(guān)管的軟開關(guān)問題；并通過分析功率輸出單元的輸出電壓、電流、功率等，進(jìn)而得到一個(gè)脈沖周期的輸出電壓、電流及功率的計(jì)算式。在這些理論分析的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)了基于新型PWM功率控制策略的感應(yīng)加熱電源實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)主電路各元器件進(jìn)行了精確計(jì)算與設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了以TMS320LF2407A為核心的控制與保護(hù)電路，并對(duì)DSP外圍電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)編寫了基于新型PWM功率控制策略，以數(shù)字環(huán)相環(huán)及功率控制算法為核心的DSP程序，相關(guān)的仿真與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)得到的輸出波形很好的驗(yàn)證了新型PWM控制策略的可行性。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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目前以IGBT為開關(guān)器件的串聯(lián)諧振感應(yīng)加熱電源在大功率和高頻下的研究是一個(gè)熱點(diǎn)和難點(diǎn),為彌補(bǔ)采用模擬電路搭建而成的控制系統(tǒng)的不足,對(duì)感應(yīng)加熱電源數(shù)字化控制研究是必然趨勢。本文以串聯(lián)諧振型感應(yīng)加熱電源為研究對(duì)象,采用TI公司的TMS320F2812為控制芯片實(shí)現(xiàn)電源控制系統(tǒng)的數(shù)字化。 首先分析了串聯(lián)諧振型感應(yīng)加熱電源的負(fù)載特性和調(diào)功方式,確定了采用相控整流調(diào)功控制方式,接著分析了串聯(lián)諧振逆變器在感性和容性狀態(tài)下的工作過程確定了系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行狀態(tài)。本文設(shè)計(jì)了電源主電路參數(shù)并在Matlab/Simulink仿真環(huán)境下搭建了整個(gè)系統(tǒng),仿真分析了串聯(lián)諧振型感應(yīng)加熱電源的半壓啟動(dòng)模式及鎖相環(huán)頻率跟蹤能力和功率調(diào)節(jié)控制。 針對(duì)感應(yīng)加熱電源的數(shù)字控制系統(tǒng),在討論了晶閘管相控觸發(fā)和鎖相環(huán)的工作原理及研究現(xiàn)狀下詳細(xì)地分析了本課題基于DSP晶閘管相控脈沖數(shù)字觸發(fā)和數(shù)字鎖相環(huán)(DPLL)的實(shí)現(xiàn),得出它們各自的優(yōu)越性,同時(shí)分析了感應(yīng)加熱電源的功率控制策略,得出了采用數(shù)字PI積分分離的控制方法。本文采用TI公司的TMS320F2812作為系統(tǒng)的控制芯片,搭建了控制系統(tǒng)的DSP外圍硬件電路,分析了系統(tǒng)的運(yùn)行過程并編寫了整個(gè)控制系統(tǒng)的程序。最后對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行了試驗(yàn),驗(yàn)證了理論分析的正確性和控制方案的可行性。
標(biāo)簽： kHzIGBT 50 串聯(lián)諧振
上傳時(shí)間： 2013-05-25
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本課題是針對(duì)陜西美泰電氣有限公司的一個(gè)開發(fā)研究項(xiàng)目。在國內(nèi),中頻大功率感應(yīng)加熱電源雖然有許多研究,但是在控制方式上與選取的功率元件上卻有不同,特別是針對(duì)DSP控制與選取IGBT作為功率元件的相關(guān)文獻(xiàn)較少。數(shù)字化控制將是一種趨勢,而IGBT控制靈活,驅(qū)動(dòng)簡單,從而將逐步取代晶閘管,GTO等元件。 本課題主要以并聯(lián)諧振型感應(yīng)加熱電源為研究對(duì)象,采用了IGBT為功率開關(guān)元件的主電路,比較了直流調(diào)功和逆變調(diào)功的優(yōu)缺點(diǎn),最終選擇了三相全控晶閘管整流的調(diào)功方式,同時(shí)也描述了重疊時(shí)間對(duì)逆變器的影響。計(jì)算分析了整流側(cè)和逆變側(cè)的必要參數(shù)以及并聯(lián)諧振槽路的參數(shù),本文在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立了10kHz/500kW并聯(lián)諧振型感應(yīng)加熱系統(tǒng)的仿真模型,對(duì)整流調(diào)功、鎖相環(huán)頻率跟蹤、逆變器的啟動(dòng)等仿真波形進(jìn)行了重點(diǎn)分析并得出結(jié)論。在此理論基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了基于DSPTMS320F2812 10kHz/500kW感應(yīng)加熱電源的控制器,其中重點(diǎn)研究了閉環(huán)調(diào)功控制系統(tǒng)、鎖相環(huán)頻率跟蹤系統(tǒng)、重疊時(shí)間、整流側(cè)晶閘管脈沖觸發(fā)產(chǎn)生和相序判斷以及逆變器啟動(dòng)的全數(shù)字化控制。同時(shí),設(shè)計(jì)了過壓過流保護(hù)電路以及外圍采樣電路、檢測電路,特別是過壓保護(hù),本文給出了一種箝位思想并對(duì)此思想進(jìn)行了仿真證明了其正確性和可行性,以便使電源和IGBT更安全的工作。最后,對(duì)本文所提出的控制方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,證明了本文理論計(jì)算分析的正確性和控制方案的可行性。
標(biāo)簽： kWIGBT 500 并聯(lián)諧振
上傳時(shí)間： 2013-06-09
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本文主要以串聯(lián)諧振型感應(yīng)加熱電源為研究對(duì)象,通過分析其負(fù)載特性及調(diào)功控制方式,選擇不控整流加逆變移相調(diào)功控制方式,其中重點(diǎn)分析感性移相式PWM感應(yīng)加熱電源調(diào)功控制方式,及其在由自關(guān)斷器件MOSFET組成的串聯(lián)諧振逆變器中的應(yīng)用,并深入分析了感性移相式PWM控制方式調(diào)功特性。同時(shí)針對(duì)感應(yīng)加熱電源這個(gè)具有復(fù)雜的參數(shù)時(shí)變性,結(jié)構(gòu)非線性的工業(yè)控制對(duì)象,在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立了感性移相PWM感應(yīng)加熱電源的系統(tǒng)閉環(huán)控制模型,進(jìn)行了移相式感應(yīng)加熱電源系統(tǒng)仿真研究。 在理論分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了200W/100kHz感性移相式感應(yīng)加熱電源的主電路及控制電路。通過對(duì)移相諧振全橋軟開關(guān)控制器UC3879的學(xué)習(xí)和了解,設(shè)計(jì)并搭建一種區(qū)別以往的移相式感應(yīng)加熱電源的鎖相移相調(diào)功的控制平臺(tái),即鎖相環(huán)電路和基于UC3879設(shè)計(jì)的移相調(diào)功電路相配合的方案。并設(shè)計(jì)了它激重復(fù)掃頻轉(zhuǎn)自激的啟動(dòng)方法,大大提高了電源的啟動(dòng)成功率。同時(shí)搭建了200W/100kHz移相式感應(yīng)加熱電源實(shí)驗(yàn)平臺(tái),完成了系統(tǒng)閉環(huán)控制,實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本文理論分析的正確性及控制方案的可行性。
標(biāo)簽： 3879 UC 高頻感應(yīng)
上傳時(shí)間： 2013-07-15
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不間斷電源(UPS)是一種能提供優(yōu)質(zhì)電源并保證電源供應(yīng)連續(xù)的電力電子裝置。它的應(yīng)用范圍廣泛，在很多領(lǐng)域，UPS已經(jīng)成了標(biāo)準(zhǔn)配置。采用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)實(shí)現(xiàn)UPS的數(shù)字化控制是當(dāng)前許多UPS設(shè)計(jì)者關(guān)注的問題。DSP在UPS中的應(yīng)用主要集中在兩個(gè)方面：一是將各種先進(jìn)的控制方法用于逆變實(shí)時(shí)數(shù)字控制；二是利用DSP實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確更迅速的鎖相環(huán)控制。 本文分析了當(dāng)前逆變控制的各種方案，針對(duì)逆變的擾動(dòng)及諧波周期出現(xiàn)的特點(diǎn)，采用了重復(fù)控制來提高逆變輸出的穩(wěn)態(tài)特性。因?yàn)橹貜?fù)控制具有一個(gè)周期延遲控制的特點(diǎn)，本文也采用了PID控制來改善逆變控制的動(dòng)態(tài)性能。本文分析了目前重復(fù)控制的常用方案，在建立UPS逆變?yōu)V波電路數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了新的重復(fù)控制和PID控制結(jié)合的方案。對(duì)重復(fù)控制與PID復(fù)合控制方案在MATLAB中作了仿真。仿真試驗(yàn)證明了控制方案的有效性。 在硬件方面，設(shè)計(jì)了在線式UPS系統(tǒng)中DSP的接口電路，其中包括DSP供電電路，蓄電池電壓過低檢測電路，市電及輸出電壓過零檢測等電路。對(duì)DSP的資源進(jìn)行了分配，充分利用了DSP的外設(shè)多和速度快的特點(diǎn)。 在軟件方面，設(shè)計(jì)了各部分的程序，其中包括主程序，軟件鎖相及正弦參考信號(hào)生成程序，輸出有效值控制程序以及各種相關(guān)的中斷及保護(hù)程序。 本文結(jié)合實(shí)際，搭建了實(shí)驗(yàn)線路，給出了實(shí)驗(yàn)線路的原理及各部分的實(shí)驗(yàn)電路。該實(shí)驗(yàn)電路可對(duì)逆變控制過程和鎖相環(huán)節(jié)進(jìn)行控制實(shí)驗(yàn)。 本文將PID控制與重復(fù)控制相結(jié)合，對(duì)逆變器輸出進(jìn)行控制，驗(yàn)證了重復(fù)控制與PID復(fù)合控制的有效性。本文還對(duì)UPS的DSP數(shù)字化控制作了研究，這些都對(duì)UPS技術(shù)的進(jìn)步有積極的作用。
上傳時(shí)間： 2013-05-17
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近年來，igbt功率器件在電機(jī)控制、開關(guān)電源和變流設(shè)備等領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛。igbt的驅(qū)動(dòng)包括專門的驅(qū)動(dòng)電路，以及過流保護(hù)電路等。本文設(shè)計(jì)參考了三菱、西門康等公司生產(chǎn)的igbt驅(qū)動(dòng)模塊，加入了接口選擇模塊、功能選擇模塊、電源模塊、功率補(bǔ)充模塊等，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路的模塊化設(shè)計(jì)。單個(gè)模塊可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)橋臂的上下兩個(gè)igbt。可以通過方波控制或者spwm控制[1]等控制方式，驅(qū)動(dòng)單相或者三相逆變器。
標(biāo)簽： IGBT 驅(qū)動(dòng)電路 模塊化設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本文對(duì)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，系統(tǒng)采用交流母線結(jié)構(gòu)，可以隨意擴(kuò)容，方便其它設(shè)備接入。論文主要對(duì)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成、控制器、逆變器、并網(wǎng)控制等進(jìn)行了設(shè)計(jì)和研究分析。
標(biāo)簽： 風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-17
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隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的電機(jī)已無法滿足當(dāng)前工程的要求，其作用也由過去簡單的起停控制、提供動(dòng)力上升到要求對(duì)其速度、位置、轉(zhuǎn)矩等進(jìn)行精確的控制，并能實(shí)現(xiàn)快速加速、減速、反轉(zhuǎn)以及準(zhǔn)確停止等，使被驅(qū)動(dòng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)符合于集的要求。在集成電路、現(xiàn)代電子技術(shù)及控制理論飛速發(fā)展的今天，電機(jī)控制技術(shù)也得到了飛快的發(fā)展，電機(jī)控制器也由模擬分立元件構(gòu)成的電路向數(shù)模混合、全數(shù)字方向發(fā)展。本論文主要研究了FPGA芯片在電機(jī)控制器中的應(yīng)用。 論文首先對(duì)無刷直流電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了綜合性論述。對(duì)系統(tǒng)的組成、及系統(tǒng)中主要部分：如位置傳感器、逆變器和功率器件、供電直流電源進(jìn)行了較詳細(xì)的說明；并且提出了與本研究相關(guān)的控制機(jī)理和實(shí)施方案。 其次，論文對(duì)FPGA芯片的特點(diǎn)及配置電路、以及以FPGA-FLEX10K10為核心的控制器電路的組成進(jìn)行了較詳細(xì)的論述；同時(shí)對(duì)超高速集成電路硬件描述語言(VHDL)的特點(diǎn)和應(yīng)用進(jìn)行了研究；并提出了應(yīng)用FPGA芯片對(duì)電機(jī)速度進(jìn)行控制的系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理。 論文還對(duì)FPGA芯片與DSP芯片共同完成電機(jī)控制的方案進(jìn)行了論述，利用ALTERA公司的FPGA芯片完成了電機(jī)控制器的設(shè)計(jì)、制造和調(diào)試，并在此基礎(chǔ)上分析研究了利用此控制器對(duì)無刷直流電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制的方法；兩種控制器共同工作，組合方便、功能強(qiáng)大，適合在高精度、高效、寬變速控制的應(yīng)用場合下，可對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)精度更高、策略更復(fù)雜的控制。 論文最后還對(duì)在具體產(chǎn)品中的應(yīng)用效果及行了簡單分析。
標(biāo)簽： FPGA 電機(jī)控制器 中的應(yīng)用
上傳時(shí)間： 2013-08-04
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該文研究了兩相逆變器-異步電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的SVPWM控制技術(shù),該系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用于小功率、寬調(diào)速運(yùn)行的場合.通過對(duì)電機(jī)基本方程進(jìn)行Kron變換,建立了系統(tǒng)完整的數(shù)學(xué)模型.論文在分析國內(nèi)外兩相逆變器異步電動(dòng)機(jī)的SVPWM控制基礎(chǔ)上,提出四個(gè)電壓矢量八個(gè)工作空間的SVPWM控制技術(shù),推導(dǎo)了控制參數(shù)和計(jì)算公式,提出了使電機(jī)具有圓形旋轉(zhuǎn)磁場的調(diào)制比優(yōu)化方案,給出了實(shí)施該方案的逆變器功率管的導(dǎo)通順序和逆變器的輸出電壓波形.編制了系統(tǒng)仿真程序,給出SVPWM控制,兩相逆變器-異步電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)樣機(jī)的電壓、電流、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩仿真波形曲.并與采用其他控制方式,進(jìn)行仿真結(jié)果比較.論證了該文提出的SVPWM控制技術(shù)在兩相逆變器-異步電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中明顯地減小了電流諧波、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng).論文建立了基于DSP控制器的兩相逆變器-異步電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)試驗(yàn)裝置系統(tǒng),系統(tǒng)由DSP控制器、控制電路、功率驅(qū)動(dòng)電路、逆變器主電路、異步電動(dòng)機(jī)等組成.完成了各工作區(qū)的SVPWM信號(hào)的生成,與理論實(shí)現(xiàn)一致.
標(biāo)簽： SVPWM DSP 異步電動(dòng)機(jī) 控制
上傳時(shí)間： 2013-07-27
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永磁同步電機(jī)(PMSM)是一種性能優(yōu)越、應(yīng)用領(lǐng)域廣闊的電機(jī)，其傳統(tǒng)的理論分析與設(shè)計(jì)方法已比較成熟。它的進(jìn)一步推廣應(yīng)用，在很大程度上有賴于對(duì)控制策略的研究。實(shí)踐中，使用通用變壓變頻(VVVF)變頻器來驅(qū)動(dòng)沒有阻尼繞組的永磁同步電動(dòng)機(jī)開環(huán)運(yùn)行時(shí)，有時(shí)電機(jī)的運(yùn)行頻率超過某一頻率，系統(tǒng)就會(huì)變得不穩(wěn)定，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)失步。本文研究了無位置傳感器的永磁同步電機(jī)的速度控制問題。 論文提出了一種將推廣卡爾曼濾波(EKF)原理應(yīng)用于永磁同步電機(jī)無位置傳感器調(diào)速系統(tǒng)的方法。對(duì)永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和卡爾曼濾波原理作了詳細(xì)的分析，在dq轉(zhuǎn)子同步坐標(biāo)系中應(yīng)用推廣卡爾曼濾波算法，對(duì)永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)在線估計(jì)。所選取的濾波算法只需測量電流和逆變器直流母線電壓，具有不改造電機(jī)、可靠性高和經(jīng)濟(jì)耐用的優(yōu)點(diǎn)。利用在線估計(jì)出的轉(zhuǎn)速和電流實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)的永磁同步電機(jī)矢量控制。同時(shí)還提出了基于磁飽和原理的永磁轉(zhuǎn)子初始位置的檢測方法。針對(duì)轉(zhuǎn)子磁場定向方式及矢量控制方案，采用了空間矢量脈寬調(diào)制方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，此方法可以輸出任意給定位置的電壓矢量，在不增加功率管開關(guān)頻率和不增加系統(tǒng)復(fù)雜性的前提下，明顯提高電機(jī)的調(diào)速性能。 在Matlab6.5環(huán)境下進(jìn)行的系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)表明，所提出的位置估計(jì)算法和控制方法具有優(yōu)良的轉(zhuǎn)角跟蹤特性和速度控制性能，同時(shí)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗負(fù)載擾動(dòng)性能和較好的魯棒性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文的方法達(dá)到了預(yù)期的效果。
標(biāo)簽： 卡爾曼濾波 永磁同步電機(jī) 無位置傳感器 控制
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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