在目前全球能源危機和溫室效應越來越嚴重的情況下,電動車(Electric Vehicle)以其無污染、低噪聲、效率高,便于操作等優(yōu)點,越來越受到人們的青睞。本課題與華中科技大學辜承林教授聯(lián)合,為蘇州益高電動車輛制造有限公司設計旅游車無刷電機驅動系統(tǒng)。課題結合現(xiàn)代CPU技術、數(shù)字技術和電力電子技術,設計了一款以無位置傳感器無刷直流電機為動力的大功率汽車輪轂驅動控制器。 本課題采用辜老師設計的“橫向磁通無刷直流電動機”為控制對象。本文首先分析了無刷直流電機的數(shù)學模型和無位置傳感器的反電勢過零點檢測的基本原理,從整體上對控制系統(tǒng)的各個方面進行了討論并確定了整體設計方案。在課題中,本人采用DSP 2407A作為控制核心,以功率MOS管為逆變器件,研制出系統(tǒng)硬件,用C語言編制了系統(tǒng)軟件。鑒于該課題在大電流等級的無刷直流電機應用中,國內(nèi)外尚無先例,本項目在開發(fā)實驗中,對無位置傳感器無刷電機的起動和反電勢過零檢測作了大量的研究工作,取得許多有益的科研實踐經(jīng)驗。通過對電機的起動過程和位置檢測方法進行的一些有效改進措施,使得電機達到較好的運行性能和操控特性。 實驗結果表明本項目設計方案有效可行,研制的無位置傳感器無刷直流電機控制器達到設計的預期基本性能指標。
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;越來越多的新技術被引入到電子式互感器設計中,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鍵技術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)結構,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,在此基礎上設計了一種基于LPCT和PCB空心線圈的組合結構的新型電流傳感器。該結構具有并聯(lián)的特點,結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標準中關于測量(幅值誤差)、保護(復合誤差)和暫態(tài)響應(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、結構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。測試結果表明,設計的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。 電子式互感器的關鍵技術之一是內(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空心線圈的組合結構。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用研究中,ECT高壓側的電源問題是關鍵技術之一。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),直接從高壓側母線電流中獲取電能。在取電CT和整流橋之間設計一個串聯(lián)電感,大大降低了施加在整流橋上的的感應電壓并限制了取電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換器、半導體激光二極管和光纖為基礎,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合使用的組合電源,并設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。作為綜合應用實例,設計并完成了以LPCT為傳感器、由組合電源供能、采用低功耗技術的高壓電子式電流互感器。互感器高壓側的一次轉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換器。該互感器具有在線監(jiān)測功能,這種預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)射驅動電路的一次轉換器平均功耗在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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混合動力電動汽車(HEV)作為降低城市汽車尾氣污染、減少油耗和調(diào)整能源結構的行業(yè)新技術,前景十分廣闊,日益受到人們的關注,其開發(fā)也成為新的熱點。驅動電機及其控制系統(tǒng)是HEV的核心部分,其性能的優(yōu)劣很大程度上決定了車輛的動態(tài)性能,因此對其進行研究具有重要的理論意義和應用價值。 本文主要研究混合動力車用交流驅動電機控制系統(tǒng),以高性能的數(shù)字信號處理器(DSP)為核心,采用轉子磁鏈定向矢量控制(FOC)算法,設計了一種基于DSP的交流驅動電機控制器。主要研究內(nèi)容如下: 首先,在分析國內(nèi)外研究狀況和比較幾種常用驅動電機的基礎上,結合HEV對驅動電機的特性要求,選擇交流異步電機作為HEV的驅動電機和基于轉子磁鏈定向的矢量控制技術作為系統(tǒng)開發(fā)方案。 其次,以交流異步電機的動態(tài)數(shù)學模型為基礎建立了轉子磁鏈位置的電流計算模型,實現(xiàn)交流電機轉矩和勵磁電流分量的有效解耦。結合矢量控制理論及電壓空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)技術給出了混合動力車用驅動電機矢量控制系統(tǒng)結構框圖。 最后,以一臺5kw異步電機作為控制對象,搭建了系統(tǒng)主電路。系統(tǒng)控制電路以TMS32OLF2407A DSP為核心,由電流、電壓及速度等檢測模塊和CAN總線通信模塊組成。系統(tǒng)以CCS2集成開發(fā)環(huán)境為平臺,采用匯編語言編程,設計了基于DSP的矢量控制具體的軟件實現(xiàn)方法,實現(xiàn)了全數(shù)字化的HEV驅動電機矢量控制系統(tǒng)。論文給出了驅動電機運行的調(diào)試結果并進行了分析。 實驗表明該控制系統(tǒng)響應速度快,電壓利用率高,動態(tài)性能好,能夠滿足HEV對驅動電機動態(tài)和靜態(tài)性能的要求,對開發(fā)出低成本、高性能的電機驅動控制系統(tǒng)具有實用價值。
上傳時間: 2013-07-06
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目前,油田的開采都是通過抽油機抽取地下的石油,因此國內(nèi)油田對抽油機的需求量非常大。然而,據(jù)統(tǒng)計在油田生產(chǎn)成本中約有三分之一為電能消耗,其中抽油機消耗的電能約占總電能消耗的80%。驅動電動機是抽油機消耗電能的主要設備,年耗電量超過百億KWh。所以對抽油機的機械系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)進行節(jié)能改造,最大限度地挖掘抽油機的節(jié)電潛力,可帶來相當可觀的經(jīng)濟效益。 采用超高轉差電機作為抽油機的驅動電機,是現(xiàn)有改進抽油機系統(tǒng)的主要措施之一。這種電動機的特點是轉子電阻較大,起動轉矩得到有效提高,安裝容量得以降低;機械特性軟,遇到換相沖擊載荷時,轉速下降,靠曲柄慣性作用,減速器和電動機的扭矩變化趨于平緩,峰值扭矩明顯降低,從而改善了機、桿、泵的配合,提高了泵的充滿系數(shù),增加產(chǎn)液量,達到系統(tǒng)節(jié)能的目的。此外,抽油機的工作過程中,驅動電機有時會處于發(fā)電狀態(tài),對供電網(wǎng)的電能質量造成很大危害。超高轉差率電機能夠有效避免發(fā)電狀態(tài)的出現(xiàn),從而減小對供電網(wǎng)的沖擊,保證供電質量。 本課題以抽油機節(jié)能改造中驅動電機節(jié)能為出發(fā)點,從超高轉差率電動機的機械特性、起動轉矩等方面,對該類型電動機驅動抽油機的優(yōu)勢進行了理論分析。此外,本文還從能量平衡的角度,以抽油機中的動能平衡理論為基礎分析了電機轉差率對抽油機節(jié)能的影響。 最后,本文結合抽油機運動分析和抽油機曲柄運動曲線,以抽油機載荷系數(shù)為目標函數(shù),編寫了優(yōu)化計算程序,從而實現(xiàn)了對適合某一井況下抽油機的驅動電機的最優(yōu)轉差率的定量計算,并以此作為設計或者選配超高轉差率電動機的依據(jù)。
上傳時間: 2013-07-07
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本課題提出了一套采用直流斬波技術的永磁無刷直流電機的調(diào)速控制系統(tǒng)。一方面研制了一種新穎的端電壓邏輯換相控制策略,它通過分析電機三相繞組端電壓的大小關系得出控制逆變橋開關管導通的信號。結合電機預定位起動原理,設計出的端電壓邏輯信號分析處理電路,有效克服了電機起動的困難,確保電機的順利起動,并在實驗結果中得到了論證。這種完全用硬件電路來實現(xiàn)電機的電子換相,無疑大大降低了控制系統(tǒng)的成本,具有一定的實用價值。另一方面采用直流斬波技術的無刷直流電機調(diào)速系統(tǒng),從而大大減小了電流的脈動。本文闡述的方法不但適用于一般的三相四線制無刷直流電機,還適用于三相三線制的電機,從而擴大了其應用的范圍。 本論文先對無位置傳感器永磁無刷直流電動機的結構和基本原理進行了詳細的介紹;然后分別著重介紹了兩個部分的設計工作:無刷直流電機的驅動控制和采用直流斬波技術的調(diào)速系統(tǒng);最后給出了相關的實驗結果和結論。 根據(jù)上述設計方案設計的無位置傳感器永磁無刷直流電動機調(diào)速控制系統(tǒng),可以實現(xiàn)電機的平滑起動、無振動和失步現(xiàn)象,具有良好的調(diào)速性能。
標簽: 無位置傳感器 控制系統(tǒng) 無刷直流
上傳時間: 2013-04-24
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隨著能源危機日趨嚴重,新能源的開發(fā)與節(jié)能技術的研究日趨迫切,而新型儲能元件—超級電容器的應用為能量回收開辟了一條新的道路。 作為新型儲能器件,超級電容器擁有其它儲能器件無法比擬的優(yōu)點—充放電速度快、功率密度高、使用壽命長。但由于其額定電壓很低,一般為1V~3V,因此使用時需多節(jié)串聯(lián)以達到實用電壓值,而電容單體參數(shù)不一致必然導致單體電壓不平衡。長此以往,勢必嚴重影響超級電容組壽命及其工作可靠性。 本文從超級電容器結構與工作原理入手,詳細闡述了其各種特性,分析和比較了目前存在的各種電壓均衡電路,確定了適合能量回收系統(tǒng)中超級電容組的電壓均衡策略,提出了如下兩種方法: 一種是運用飛渡電容轉移能量的思想,在飛渡電容與超級電容器之間加入DC/DC變換器,對超級電容器恒流充放電,保證了電壓均衡電路快速性。 針對超級電容器單體電壓低造成的DC/DC變換器恒流控制困難的問題,本文采用了新型開關電源芯片LTC3425及LTC3418實現(xiàn)了恒流輸出,仿真及試驗結果驗證了該方法的有效性。 另一種方法為基于變壓器的電壓均衡法,該方法引入全橋逆變器和高頻變壓器構成了一種新穎的電壓均衡電路。此方法容易獲得超級電容器串聯(lián)組平均電壓值,使得對低于平均電壓值的超級電容器充電非常方便。此方法以較低成本實現(xiàn)了電壓均衡目的,并通過仿真和試驗驗證了該方法的有效性。 以上兩種方法均通過能量內(nèi)部轉移來完成電壓均衡,達到了較高的均衡效率,適合用于能量回收系統(tǒng)中超級電容組的電壓均衡。
上傳時間: 2013-06-08
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燃料電池電動汽車DC/DC變換器的諸如工作電壓、電流、效率、體積、重量、溫度這些參數(shù)指標中溫度參數(shù)是一個尤為重要的參數(shù)。如何對DC/DC變換器內(nèi)部多點溫度參數(shù)進行實時監(jiān)測從而為DC/DC變換器提供可靠的溫度參數(shù)就成為本課題的直接來源和選題依據(jù)。 USB總線具有即插即用、使用方便、易于擴展以及抗干擾能力強等其它總線無法比擬的優(yōu)點。如今USB已經(jīng)成為PC上的標準接口,并迅速占領了計算機中、低速外設的市場。而且隨著計算機功能的不斷強大,虛擬儀器技術也在不斷發(fā)展。它代表了測量與控制技術的未來發(fā)展方向。本課題的研究目的就是希望將USB總線技術和虛擬儀器技術應用到測量系統(tǒng)中,充分利用實驗室現(xiàn)有的資源,設計一個基于USB總線和LabVIEW的多路溫度測試儀。 在了解DC/DC變換器內(nèi)部主電路的拓撲結構的基礎上,考慮測試系統(tǒng)抗干擾技術,選用擴展了USB功能的微控制器芯片STM32F103和高精度溫度傳感器PT1000完成了基于恒流源的多通道溫度檢測電路原理圖與印刷電路板設計。在學習USB協(xié)議和電子芯片數(shù)據(jù)手冊的基礎上編寫了測試儀的下位機固件程序。通過LabVIEW中的NI—VISA開發(fā)驅動程序實現(xiàn)上位機與USB設備的通信功能。在LabVIEW虛擬儀器軟件開發(fā)平臺中編寫用戶界面并建立合理的報表生成系統(tǒng),有效存儲數(shù)據(jù)提供用戶查詢。 直接在LabVIEW環(huán)境下通過NI—VISA開發(fā)能驅動用戶USB系統(tǒng)應用程序,完全避開了以前開發(fā)USB驅動程序的復雜性,大大縮短了開發(fā)周期,節(jié)省了開發(fā)成本。設計完畢后對系統(tǒng)進行了軟硬件聯(lián)調(diào),通道標定和現(xiàn)場試驗,并進行了精度分析。實驗結果表明課題在這一研究過程中取得了預期的良好結果。
上傳時間: 2013-06-07
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性價比超高的U盤讀寫模塊-PB375,兼容CH375讀寫操作 1. 功能 ● 用于嵌入式系統(tǒng)/單片機讀寫U 盤、閃盤、閃存盤、USB 移動硬盤、USB 讀卡器等。 ● 支持符合USB 相關規(guī)范基于Bulk-Only 傳輸協(xié)議的各種U 盤/閃存盤/外置硬盤。 ● 支持文件系統(tǒng)FAT12 和FAT16 及FAT32 ● 文件操作功能:新建、刪除、讀寫數(shù)據(jù),打開關閉文件等。 ● SPI接口,支持3.3V電平 ● 兼容CH375模塊的操作命令 ● 單芯片解決方案,該模塊只需要一個主控芯片外加少量的電容電阻便可,相對于51MCU+SL811/CH375的模塊,無論模塊尺寸還是成本都有著極大的優(yōu)勢。 ● 模塊尺寸:38mm*40mm ● 該模塊可根據(jù)要求進行定制 基本不需要占用單片機系統(tǒng)的存儲空間,最少只需要幾個字節(jié)的RAM 和幾百字節(jié)的代碼。 2. 價格 相比51MCU+SL811/CH375方案有著極其強的價格優(yōu)勢 3. 參數(shù) 兼容CH375模塊的讀寫操作命令,新建、刪除、讀寫數(shù)據(jù),打開關閉文件 4. 應用 ? 桌上型儀表及便攜式儀表 ? 電子醫(yī)療儀表 (血壓計、血糖計、血脂計、心電機等) ? 運動器材(跑步機、搖擺機、、等等之器材) ? 汽車行車記錄器,稅控機 ? 電子系統(tǒng)參數(shù)設定 ( 溫度控制、行程控制等等之設備) ? CNC 自動化設備 ( 程序存取設定) ??數(shù)據(jù)采集 5. 聯(lián)系方式 聯(lián)系人:肖武 電話:13728690655 地址:深圳市南山區(qū)高新中四道30號龍?zhí)├髲B304
標簽: UDisk-ReadWrite
上傳時間: 2013-07-07
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我國電網(wǎng)無功補償容量不足和配備不合理,特別是可調(diào)節(jié)的無功容量不足,快速響應的無功調(diào)節(jié)設備更少。沖擊性負荷更會使得電網(wǎng)無功功率不平衡,將導致系統(tǒng)電壓的巨大波動、善變,嚴重時會導致用電設備的損壞,出現(xiàn)系統(tǒng)電壓崩潰和穩(wěn)定性被破壞事故。 FC+TCR型靜止無功補償裝置響應速度快,可以動態(tài)補償無功功率,提高系統(tǒng)功率因數(shù),抑制系統(tǒng)電壓波動和閃變,因此在電氣化鐵路、電弧爐、軋機等的負荷無功補償上得到廣泛應用。中小用戶由于成本高較少使用,但中小用戶無功補償容量及市場巨大,研制適合中小用戶的FC+TCR型靜止無功補償裝置很有必要。基于此目的,本文研制一臺10kV FC+TCR型靜止無功補償裝置,并以此為研究對象進行設計理論研究工作。 本文根據(jù)負荷無功功率的變化情況,計算了靜止無功補償裝置的主電路參數(shù),設計配備了高電位取能觸發(fā)板和BOD過電壓保護板。選擇以TMS320F2812為核心的嵌入式控制板為主要部件,設計信號接入電路和晶閘管觸發(fā)脈沖形成電路,構成最基本的靜止無功補償控制器。 基于瞬時無功補償理論和不平衡負荷的平衡化原理(Steinmetz原理),建立補償電納計算模型,通過電壓電流瞬時值采樣計算需要補償?shù)乃矔r無功功率和電納,根據(jù)補償電納通過查表方法求得晶閘管的控制角,并將其應用到靜止無功補償裝置樣機中。仿真結果表明,算法是快速有效和準確的,主電路的參數(shù)是合理的,具有實際工程應用價值。
上傳時間: 2013-08-02
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由于電動助力轉向(EPS)系統(tǒng)具有高性能、高效率、低成本、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點,隨著汽車電子技術的發(fā)展,電動助力轉向技術逐漸取代傳統(tǒng)的液壓助力轉向(HPS),成為轉向助力技術的主流。 @@ 本文在詳細了解EPS系統(tǒng)性能要求和工作原理的基礎上,對各種已有的EPS助力電機進行了總結和比較。對比結果表明,無刷直流電機(BLDC)憑借其顯著的優(yōu)點,成為EPS助力電機的較優(yōu)選擇。 @@ 無刷直流電機作為一種由電動機本體和驅動器組成的機電一體化產(chǎn)品,與傳統(tǒng)的直流電機一樣,具有良好的起動和調(diào)速性能,并且由于用電子換向取代了機械換向,不存在傳統(tǒng)直流電機的換向火花和機械噪聲,在許多性能要求比較高的場合已得到普遍應用。隨著電力電子技術、計算機技術的發(fā)展,其應用范圍還在進一步擴展。然而,BLDC電機作為EPS系統(tǒng)的助力電機也并非全無缺點。永磁電機中固有的齒槽轉矩的存在,以及由于采用120°換向工作模式造成的轉矩波動,都會嚴重影響EPS系統(tǒng)的操控性能。 @@ 本課題針對無刷直流電機在汽車電動助力轉向系統(tǒng)中的應用,根據(jù)EPS系統(tǒng)對助力電機的要求,設計了一臺轉向助力用永磁無刷直流電動機,并使用有限元方法對電機性能進行了分析。為了反映參數(shù)變化對電機性能的影響,從而為電機的設計提供指導,我們還用場路耦合的解析算法對電機性能進行了分析。在分析結果的基礎上,對永磁電機中的齒槽轉矩進行了研究,并針對樣機提出了齒槽轉矩的削弱方法,然后使用三維有限元的方式對所提出的方法進行了仿真驗證。 @@ 根據(jù)EPS系統(tǒng)的工作原理,探討了助力電機的控制策略,并設計了帶傳感器的無刷直流電機的控制系統(tǒng)。分別完成控制系統(tǒng)硬件和軟件的設計,并進行了相關實驗,結果表明基本達到了設計的目標。 @@關鍵詞:EPS、無刷直流電機、電機設計與優(yōu)化、有限元、控制器設計
上傳時間: 2013-07-29
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