比例-積分-微分（PID）是過程控制中最常用的一種控制算法。算法簡單而且容易理解，應用十分廣泛。但由于應用領域的不同，功能上差別很大，系統的控制要求及關心的控制對象也不相同。數字PID控制比連續PID控制更為優越，因為計算機程序的靈活性，很容易克服連續PID控制中存在的問題，經修正而得到更完善的數字PID算法。本文以三相全控整流橋阻性負載為實際電路，控制主電路電壓，旨在提出一種智能數字PID控制系統的設計思路，并給出了詳細的硬件設計及初步軟件設計思路。 PID控制系統采用高性能、低功耗的ARM微處理器S3C44BO作為核心處理單元，內部的10位ADC作為信號采集模塊，采用了矩陣鍵盤和640*480的液晶作為人機接口；串口作為通信模塊實現了上位機的監控。采用芯片內部自帶的PWM模塊，輸出16M Hz PWM信號并經過一階低通濾波器得到0～5V的控制信號用于觸發主電路控制器，實現PID整定。 軟件方面，分析和研究了uC/OSⅡ的內核源碼，實現了其在32位微處理器上的移植，作為管理各個子程序執行的系統軟件。選用了圖形處理軟件uC/GUI用于完成LCD顯示及控制。PID算法采用了增量式數字PID算法，采用規一化算法進行參數選取。上位機部分采用了C＃語言進行編寫。另外，采用了RTC（Real Time Clock）作為系統時鐘，可以實現系統的定時運行、定時模式切換等。在上位機上也可以方便的控制程序的執行，實現遠程監控。 在論文的最后詳細的介紹了智能PID控制系統在三相全控橋主電路中的具體應用。總結了調試中遇到的問題，對今后工作中需要進一步改善和探索的地方進行了展望。
上傳時間： 2013-08-01
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工作原理分析，主要分析電阻負載時的情況：1，任一相導通須和另一相構成回路，因此，和三相全控整流電路一樣，電流流通路徑中有兩個晶閘管，所以應采用雙脈沖或寬脈沖觸發。2，三相的觸發脈沖依次相差120"，同一相的兩個反并聯晶閘管觸發脈沖應相差180因此觸發脈沖順序和三相橋式全控整流電路一樣，為VTI vT6，依次相差6003，如果把晶閘管換成二極管可以看出，相電流和相電壓同相位，且相電壓過零食二極管開始導通。因此把相電壓過零點定為觸發延遲角a的起點，三相三線電路中，兩相間導通是靠線電壓導通的，而線電壓超前相電壓30"，因此，a角移范圍是0~ 150根據任一時刻導通晶閘管個數及半個周波內電流是否連續，可將0"-150"的移相范圍分為如下三段：（1）0"< a<60"：電路處于三管導通與兩管導通交替，每管導通180"-a。但a-0時是種特殊情況，一直是三管導通。（2）60"<a< 90：任一時刻都是兩管導通，每管的導通角都是120（3）90"<a< 150"：電路處于兩管號通與無晶同管導通交替狀態，每個晶閘管導通角為300-2a。而且這個導通角被分割為不連續的兩部分，在半周波內形成兩個斷續的波頭，各占150"-a.
上傳時間： 2022-06-22
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摘要：為了得到輸出穩定、開關耐壓力小并且功率因教高的大功率三相整流器，對三相VIENNA 型 PFC電路拓撲進行了研究，對VIENNA整流器的原理進行了調查，根據原有的控制理念，在其控制方面采用了區間控制結合滯環控制法來控制整個電路。在整個系統方案設計究畢后，搭建Malab模型對所設計的電路進行仿真，由仿真結果可以看到系統的輸出為穩壓輸出，開關器件的耐壓力為輸出電壓的一半，輸入功率因數為1，并且做了一些小樣機對系統所采用的控制進行了驗證。關鍵詞：三相拓撲電路；區間控制法；功奉因教校正；滯環拉制1引言傳統的三相整流雖然可以滿足系統大功率的需求，但是存在諧波大、功率因數低等缺點。三相VIENNA型 PFC整流器，具有控制簡單、輸入功率因數高、無諧波污染等優點，適合于三相大功率電路，便于工程應用中的實現。文獻中采用滯環控制方法1-1，用反饋信號與正弦采樣信號組合，再應用PWM技術實現PFC電路的穩壓和電流的正弦化.電路電感電流連續CCM和臨界連續BCM模式下工作，簡化了電路，降低制造成本。針對所作系統進行仿真，驗證了系統的可行性和優越性。2 VIENNA電路原理2.1原始主電路如圖1所示的電路三相三開關三電平整流電路2，開關采用4個二極管和一個全控型MOSFET管組成。根據電路的對稱性可以知道電容中點電位與電網中點的電位近似相同。當A相開關管關斷時，E點F點電位相等，Un-Ux則Ua=0.5Un-0.5Uc，又Un=Uc，又Ua-0.5Uc，因此Uw：=0，U-0.5Ux，即VIENNA電路中開關器件只承受了一半的輸出直流電壓，所以開關管電壓應力小，非常適合于大功率三相PFC整流電路。
標簽： 三相PFC整流電路
上傳時間： 2022-06-16
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無論是不控整流電路，還是相控整流電路，功率因數低都是難以克服的缺點.PWM整流電路是采用PWM控制方式和全控型器件組成的整流電路，本文以《電力電子技術 教材為基礎，詳細分析了單相電壓型橋式PWM整流電路的工作原理和四種工作模式.通過對PWM整流電路進行控制，選擇適當的工作模式和工作時間間隔，交流側的電流可以按規定目標變化，使得能量在交流側和直流側實現雙向流動，且交流側電流非常接近正弦波，和交流側電壓同相位，可使變流裝墨獲得較高的功率因數.：PWM整流電路：功率因數：交流側：直流側傳統的整流電路中，晶閘管相控整流電路的輸入電流滯后于電壓，其滯后角隨著觸發角的增大而增大，位移因數也隨之降低。同時輸入中諧波分量也相當大、因此功率因數很低。而二極管不控整流電路雖然位移因數接近于1，但輸入電流中諧波分量很大，功率因數也較低。PWM整流電路是采用PWM控制方式和全控型器件組成的整流電路，它能在不同程度上解決傳統整流電路存在的問題。把逆變電路中的SPWM控制技術用于整流電路，就形成了PWM整流電路。通過對PWM整流電路進行控制，使其輸入電流非常接近正弦波，且和輸入電壓同相位，則功率因數近似為1。因此，PWM整流電路也稱單位功率因數變流器。
上傳時間： 2022-06-20
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內容摘要電力電子為人類做出了不可磨滅的貢獻，因此研究電力電子件是為時代所需。本次課程設計為三相半波整流電路的設計，本組選擇方案為三相半波可控整流電路的設計。主要分為三大模塊：主電路一觸發電路和保護電路，其中觸發電路為集成電路。所選器件基本為電阻-電感和門極可關斷晶閘管（GTO）等。由于當負載為電阻和電阻電感時的電路的工作情況不同，所以電路中對它們各自工作的情況進行系統而詳細的分析。設計中對電路的工作原理以及電路器件的數計算等均有涉及。根據計算的結果，又遵循經濟安全的原則，設計中對器件的型號做出了最后的選擇。由于時間倉促，難免有些差錯，望批評指正。1設計要求（1）輸入電壓：三相交流380V、5012（2）輸出功率：2KW（3）用集成電路組成觸發電路（4）負載性質：電阻、電阻電感（5）對電路進行設計計算說明（6）計算所用元器件型號參數2整流電路的分類及案選擇整流電路將交流電變為直流電，應用十分廣泛，電路形式多種多樣，各具特色。可以從多種角度對整流電路進行分類：按電路結構可分為橋式電路和零式電路；按組成的器件可分為不可控半控一全控三種；按交流輸入相數可分為單相電路和多相電路；按電壓器二次側電流的方向是單向或雙向，又分為單拍和雙拍電路。鑒于本課程設計，需要三相半波整流電路，可有兩種方案選擇：方案1，三相半波不可控整流電路；方案2，三相半波可控整流電路。對于三相半波不可控整流電路，電路中采用了三個二極管整流，此電路不需要觸發電路，同時負載電壓不可調，而三相半波可控整流電路，電路中采用三個晶閘管整流，電路中有專門的觸發電路，觸發電路適時的給予脈沖，可調節輸出電壓，可適合不同電壓的要求，并且直流脈動小，可承受整流負載較大，常見使用等優點，所以本次課程設計選擇三相半波可控整流電路，即方案2，其大體圖形如圖（1）。
上傳時間： 2022-06-24
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當山>0時，必然使集成運放的輸出uo<0，從而導致二極管D2導通，D1截止，電路實現反相比例運算，輸出電壓當u<0時，必然使集成運放的輸出uo>0，從而導致二極管D1導通D2截止，R+中電流為零，因此輸出電壓uo=0。u和uo的波形如圖（b）所小如果設二極管的導通電壓為0.7V，集成運放的開環差模放大倍數為50萬倍，那么為使二極管D1導通，集成運放的凈輸入電壓0.7v=014×10-=145×10同理可估算出為使D2導通集成運放所需的凈輸入電壓，也是同數量級。可見，只要輸入電壓u使集成運放的凈輸入電壓產生非常微小的變化，就可以改變D1和D2工作狀態，從而達到精密整流的目的在半波精密整流電路中，當u>0時，U=Ku（K>0），當u<0時，U=0若利用反相求和電路將-Ku與山負半周波形相加，就可實現全波整流。分析由A所組成的反相求和運算電路可知，輸出電壓當u>0時，U=2u，u∞=-（-2u+u）=u；當u<0時，uo=0、想想？）uc-u；所以故此圖也稱為絕對值電路。當輸入電壓為正弦波和三角波時，電路輸出波形分別如圖所示。
標簽： 精密整流電路
上傳時間： 2022-06-26
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本文對直驅式變速恒頻風力發電領域的關鍵技術從理論到仿真進行了較為全面深入的研究，在詳細分析直驅式風力發電系統的特點和已有最大功率跟蹤算法的基礎上，確立了由梯形波永磁同步發電機、三相不可控整流橋、直流升壓電路、全橋逆變器構成的并網主電路拓撲結構，提出了通過控制直流升壓電路的占空比，以使風機獲得最大功率的跟蹤算法，同時增加速度估算控制方法，以提高系統的響應速度。 由直流升壓電路中儲能大電感的存在，迫使發電機的各相電流為梯形波，為了發電機輸出功率平穩，減小系統的轉矩脈動，則發電機的電動勢最好是梯形波。梯形波永磁同步發電機發出的三相電壓為梯形波，通過整流橋整流之后，獲得脈動較小的整流直流電壓，特別適合于大電感濾波，同時電磁轉矩脈動小，系統振動噪聲低。該電機可以和風力機直接耦合，適用于大型低速風力發電系統。三相不可控整流具有可靠性高，簡化硬件電路；直流變換電路可將整流后的直流電壓提升到逆變器所需的幅值基本恒定的直流電壓，經逆變器逆變后并網。最大功率跟蹤算法的提出能夠使風電系統快速跟蹤風速的變化，維持最佳葉尖速比，捕獲最大風能。 本文還利用仿真軟件MATLAB/Simulink平臺搭建了仿真模塊并進行了動態仿真，對所設計的最大功率跟蹤算法進行仿真分析。結果表明，該算法具有較快的系統響應，速度估算器也能較快的跟蹤變化的實際轉速。
上傳時間： 2013-04-24
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本文對高性能、大容量可調AC-DC直流開關電源進行了研究。文章詳細分析了高性能、大容量可調AC-DC直流開關電源的工作原理，并提出了主電路和控制電路的詳細設計方案。在此基礎上，完成了整個系統的硬件電路設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試和修改。在分析原理的基礎上，本文從三相橋式不控整流、全橋變換器、高頻變壓器、濾波電路等環節對該系統的主電路進行了闡述，同時探討了該電源系統實現大容量的解決方案，即采用多個電源模塊并聯運行。本文還探討了多個電源模塊并聯運行時的自動均流技術,并詳細介紹了基于平均值的自動均流電路。在電壓調節環節上，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電源具有輸出電壓可調、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，實驗結果表明它基本達到設計要求，從而驗證了理論分析的正確性，具有廣闊的應用前景。
上傳時間： 2013-07-31
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靜電除塵器是環保行業的重要設備，在工業粉塵的回收處理方面有著非常重要的應用。課題的主要內容是研制用于靜電除塵的高頻大功率高壓直流電源，滿足國內市場的需要。本文從實際應用的角度出發，對該高壓直流電源進行研究并給出了主要研制過程。 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，然后介紹了幾種當前工業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展方向是高頻逆變化。在分析了高頻化靜電除塵電源在國內外的研究現狀和發展趨勢后，結合課題的要求，提出了本文需要解決的問題。 第二章首先對逆變電路的功率變換技術進行了分析。接著分析了除塵電源采用PWM硬開關方式的電路特性，并利用PSpice軟件進行了仿真分析，估算出了采用這種方式開關管的損耗。然后重點分析了采用串聯負載串聯諧振和LCC串并聯負載串聯諧振這兩種諧振軟開關工作方式時的電路特性，推導了電路所滿足的條件。在利用PSpice軟件仿真分析的基礎上估算出了開關管的損耗。最后通過電路損耗和可行性的比較，選擇LCC串并聯負載串聯諧振電流斷續的軟開關工作方式應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撲結構。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計過程。整流電路的設計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計；逆變電路選用IGBT并聯來實現開關管，并詳細分析了IGBT驅動器的選擇以及在并聯形式下的應用；主功率回路的設計主要是包括迭層母線板的設計。 第四章首先簡單介紹了高壓直流電源在靜電除塵應用中的控制策略。然后詳細分析了各部分保護電路的工作原理。 第五章給出了樣機的實驗結果和重要波形，驗證了設計的可行性。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著電力電子技術的發展，交流電源系統的電能質量問題受到越來越多的關注。傳統的整流環節廣泛采用二極管不控整流和晶閘管相控整流電路，向電網注入了大量的諧波及無功，造成了嚴重的污染。提高電網側功率因數以及降低輸入電流諧波成為一個研究熱點。功率因數校正技術是減小用電設備對電網造成的諧波污染，提高功率因數的一項有力措施。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三相橋式整流的工作原理，這種整流拓撲從工作原理上可以分成兩部分：功率因數補償網絡和常規整流網絡。在此基礎上，為整流電路建立了精確的數學模型。 2.這種單位功率因數三相橋式整流的輸入電感是在額定負載下計算出的，當負載發生變化時，其功率因數會降低。針對這種情況，提出了一種新的控制方法。常規整流網絡向電網注入的諧波可以由功率因數補償網絡進行補償，所以輸入功率因數相應提高。負載消耗的有功由電網提供，補償網絡既不消耗有功也不提供任何有功。根據功率平衡理論，可以確定參考補償電流。雙向開關的導通和關斷由滯環電流控制確定。在這一方法的控制下，雙向開關工作在高頻下，因此輸入電感值相應降低。仿真和實驗結果都表明：新的控制方法下，負載變化時，輸入電流仍接近于正弦，功率因數接近1。 3.根據IEEE-519標準對諧波電流畸變率的要求，為單位功率因數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、有功消耗等性能指標，并進行優化，推導出最優電流補償增益和相移。將三相負載電流通過具有最優電流補償增益和相移的電流補償濾波器，得到補償后期望的電網電流，驅動雙向開關導通和關斷。仿真和實驗都收到了滿意的效果，使這一整流橋可以工作在較寬的負載范圍內。 4.單位功率因數三相橋式整流中直流側電容電壓隨負載的波動而波動，為提高其動、靜態性能，將簡單自適應控制應用到了直流側電容電壓的控制中，并提出利用改進的二次型性能指標修改自適應參數的方法，可以在實現對參考模型跟蹤的同時又不使控制增量過大，與常規的PI型簡單自適應控制相比在適應律的計算中引入了控制量的增量和狀態誤差在k及k+1時刻的采樣值。利用該方法為直流側電壓設計了控制器，并進行了仿真與實驗研究，結果表明與PI型適應律相比，新的控制器能提高系統的動態響應性能，負載變化時系統的魯棒性更強。
上傳時間： 2013-06-15
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