該文檔為半導(dǎo)體器件物理-負(fù)阻器件、功率器件、光電器件概述文檔,是一份很不錯的參考資料,具有較高參考價值,感興趣的可以下載看看………………
標(biāo)簽: 半導(dǎo)體器件
上傳時間: 2021-12-18
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基于DSP的開關(guān)磁阻電機調(diào)速系統(tǒng)功率變換器設(shè)計這是一份非常不錯的資料,歡迎下載,希望對您有幫助!
標(biāo)簽: dsp 開關(guān)磁阻 電機調(diào)速系統(tǒng)
上傳時間: 2021-12-27
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動力傳動中的直線往復(fù)運動往往是通過旋轉(zhuǎn)運動在傳動裝置的作用下實現(xiàn)的。因此,頻繁的高速和低速的傳遞運動裝置的較好選擇是直線開關(guān)磁阻電機(LSRM)。但是,這種電機很少得到運用,這是因為LSRM的數(shù)學(xué)模型很難準(zhǔn)確建立,它的固有的牽引力脈動(類似于旋轉(zhuǎn)開關(guān)磁阻電機的轉(zhuǎn)矩脈動)也很難克服,因而控制起來比較困難。隨著電力電子技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,直線開關(guān)磁阻電機以其簡單結(jié)實的電機結(jié)構(gòu)、優(yōu)越的性能和經(jīng)濟(jì)指標(biāo),近年來受到學(xué)術(shù)界的極大關(guān)注,不少大學(xué)和研究機構(gòu)都開展了研究工作,取得了一定的成就。本文在“通過先進(jìn)的控制策略簡化機械裝置”的指導(dǎo)思想下,結(jié)合目前國際學(xué)術(shù)界的最新研究成果,對直線開關(guān)磁阻電機的理論、結(jié)構(gòu)設(shè)計和系統(tǒng)仿真進(jìn)行了一系列的研究。 本文從最基本的理論公式推導(dǎo)出直線開關(guān)磁阻電機的數(shù)學(xué)模型,并在此基礎(chǔ)上結(jié)合具體參數(shù)進(jìn)行電機的結(jié)構(gòu)設(shè)計,分析了各參數(shù)的靜態(tài)特性,推導(dǎo)出動態(tài)方程和傳遞函數(shù),建立了非線性動態(tài)模型,利用該模型進(jìn)行系統(tǒng)的動態(tài)特性分析,給出仿真結(jié)果;對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,提出了一種簡單可行的參數(shù)選擇方法。仿真結(jié)果表明,其動態(tài)響應(yīng)性能明顯提高。在分析常用功率變換器的基礎(chǔ)上,引進(jìn)軟開關(guān)技術(shù),用來降低電機的損耗和脈動。采用TMS320VC33進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,給出了與DSP相連接的相關(guān)檢測電路。 為了降低和消除開關(guān)磁阻電機的脈動和噪聲,本文利用滑模變結(jié)構(gòu)控制具有快速響應(yīng)和對外部變化不靈敏等優(yōu)點,設(shè)計了LSRM滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)。仿真結(jié)果表明,其效果明顯。 本文研究的目的在于把直線電機的結(jié)構(gòu)和開關(guān)磁阻電機的原理和控制方式結(jié)合起來,對直線開關(guān)磁阻電機進(jìn)行深入的分析,并在動態(tài)特性上進(jìn)行較多的理論和仿真分析,在保持開關(guān)磁阻電機固有的優(yōu)點上,進(jìn)一步簡化電機的結(jié)構(gòu),使之能在一些特殊場合使用,以提高整個傳動系統(tǒng)的效率。 研究結(jié)果表明,直線開關(guān)磁阻電機的結(jié)構(gòu)十分簡單,控制策略相對成熟,因而直線開關(guān)磁阻電機的研究和推廣運用是很有前途的。
標(biāo)簽: 直線 開關(guān)磁阻電機 控制
上傳時間: 2013-06-20
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開關(guān)磁阻電機(SR電機)驅(qū)動系統(tǒng)(SRD)是一種先進(jìn)的機電一體化裝置,但是其較大的振動噪聲和轉(zhuǎn)矩脈動問題制約了SRD的廣泛應(yīng)用。本文以減小SR電機振動噪聲和轉(zhuǎn)矩脈動為主題展開理論分析和實驗研究。主要內(nèi)容有:由于徑向力引起的定子徑向振動是SR電機噪聲的主要根源,因此徑向力的分析和計算是研究SR電機振動噪聲的基礎(chǔ)。本文利用磁通管法推導(dǎo)出徑向力的解析表達(dá)式,定性分析了徑向力與電機結(jié)構(gòu)參數(shù)等之間的關(guān)系。根據(jù)虛位移原理,推導(dǎo)出基于矢量磁勢的電磁力計算公式。該計算方法求解電磁力時只需進(jìn)行一次磁場計算,不但減小了計算量,同時計算精度較傳統(tǒng)虛位移法高。利用這一計算方法,求出了實驗樣機的轉(zhuǎn)矩及徑向力的精確數(shù)值解。針對在SRD性能仿真時,傳統(tǒng)的非線性插值不但耗時,而且對有限元計算數(shù)據(jù)量要求高的問題,本文利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)強大的非線性模型辨識能力,成功進(jìn)行了SR電機磁鏈反演和轉(zhuǎn)矩計算的模型訓(xùn)練,最后建立了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的SR電機精確解析數(shù)學(xué)模型。因為SR電機本體結(jié)構(gòu)形式的選擇問題與振動噪聲大小有著密切的關(guān)系。本文從噪聲輻射和振動幅值角度探討了SR電機主要尺寸的確定;接著從對稱性、力波階數(shù)等角度研究了SR電機相數(shù)及繞組連接方式、極數(shù)、并聯(lián)支路數(shù)的選擇問題。并對一些常用的降低電機機械噪聲的措施和方法進(jìn)行了綜述。系統(tǒng)振動特性的研究對于減小振動噪聲十分重要。本文從振動系統(tǒng)的運動方程出發(fā),導(dǎo)出了從激振力到振動加速度的傳遞函數(shù)和系統(tǒng)的自由振動解;然后利用機電類比法得出了SR電機定子系統(tǒng)的固有頻率以及振動振幅的解析解,定性分析了影響振動振幅的各種因素;最后利用基于能量法的有限元解法,通過建立不同的散熱筋結(jié)構(gòu)形式、高度、根數(shù)以及形狀的SR電機三維有限元模型,分析得出了最有利于降噪和散熱的散熱筋結(jié)構(gòu)是高度高、根數(shù)多、上窄下寬的梯形截面的周向散熱筋的結(jié)論。通過建立不同繞組裝配工藝下的SR電機三維有限元模型,分析得出了加強繞組剛度可以提高系統(tǒng)低階固有頻率的結(jié)論。通過比較實驗樣機的模態(tài)分析結(jié)果和運行實驗結(jié)果,證實了模態(tài)分析的有效性。仿真是計算SRD系統(tǒng)性能和預(yù)估電機振動的有效手段。本文在用MATLAB建立SRD系統(tǒng)的非線性動態(tài)仿真模型的基礎(chǔ)上,對SRD系統(tǒng)進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)性能仿真、動態(tài)性能仿真以及負(fù)載突變仿真。接著利用穩(wěn)態(tài)性能仿真,綜合考慮最大平均轉(zhuǎn)矩和效率這兩個優(yōu)化目標(biāo),對SR電機的開關(guān)角進(jìn)行了優(yōu)化。最后結(jié)合由磁場有限元計算得到的徑向力數(shù)據(jù)表和穩(wěn)態(tài)性能仿真,通過非線性插值得到徑向力的波形,然后對徑向力波形進(jìn)行了頻譜分析,從而找到其主要的諧波分量。在電機設(shè)計階段避免徑向力波主要頻譜分量與SR電機定子的固有頻率接近而引起共振是降低SR電機噪聲的首要條件。合適的控制策略對于SR電機減振降噪是必不可少的。本文理論推導(dǎo)出三步換相法的時間參數(shù)取值公式。仿真證明本取值公式較原先文獻(xiàn)的結(jié)論在阻尼比較小時有更好的減振效果。針對SR電機運行中可能出現(xiàn)多個模態(tài)振形被激發(fā)出來的情況,利用數(shù)值優(yōu)化法對三步換相法的時間參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,使得減振效果整體最佳,所提的數(shù)值優(yōu)化方法對兩步換相法同樣有效。在分析已有的直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制的基礎(chǔ)上,針對其不足之處,提出了轉(zhuǎn)矩定頻控制取代內(nèi)滯環(huán)的方法、開始重疊區(qū)域的轉(zhuǎn)矩控制方法、最佳開關(guān)角度二次優(yōu)化法和時間參數(shù)優(yōu)化的三步換相法等新的控制方案。動態(tài)仿真證明這些方案是切實有效的,達(dá)到了預(yù)期效果。最后在直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制的每一次轉(zhuǎn)矩斬波都使用三步換相法,和在相關(guān)斷時刻根據(jù)實際電平靈活選用兩步或三步換相法以減小電機振動噪聲,并提出了考慮減振要求的開關(guān)頻率設(shè)計方法,最終形成了一套完整的降低振動噪聲和轉(zhuǎn)矩脈動控制策略。設(shè)計并研制了基于TMS320LF2407DSP的SR電機控制器。根據(jù)控制策略要求,選用了不對稱半橋功率電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);出于降低成本以及提高可靠性考慮,采用了MOSFET雙路并聯(lián)電路方案。在控制軟件中實現(xiàn)了本文所提出的降低SR電機振動噪聲和轉(zhuǎn)矩脈動控制策略。本文最后對實驗樣機進(jìn)行了靜態(tài)轉(zhuǎn)矩的測量實驗,對比轉(zhuǎn)矩測量值與轉(zhuǎn)矩有限元計算值,驗證了磁場有限元計算的有效性。然后對實驗樣機進(jìn)行了空載與負(fù)載、電流控制與轉(zhuǎn)矩控制、低速斬波與高速單波、是否采用兩步或三步換相法等一系列對比運行實驗,對比各種實驗結(jié)果,充分證實了本文所提出的降低振動噪聲和轉(zhuǎn)矩脈動控制策略的有效性。本課題組承擔(dān)了國家十·五863計劃電動汽車重大專項:“EQ6110HEV混合動力城市公交車用電機及其控制系統(tǒng)”(2001AA501421)。本文的研究是在該項目的資助下完成,并且本文關(guān)于電機本體結(jié)構(gòu)形式、散熱筋結(jié)構(gòu)和機械降噪措施等的結(jié)論已在該項目的60kW實驗樣機上得到證實。
標(biāo)簽: 開關(guān)磁阻電機 減 降噪
上傳時間: 2013-07-05
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近年來,隨著人們生活的改善,機動車輛得到迅速發(fā)展,其排放的尾氣己造成城市空氣嚴(yán)重污染,一些城市相繼制定法規(guī)限制摩托車和燃油助力車的使用來保護(hù)環(huán)境。于是發(fā)展綠色交通工具已成為一個重要的課題。電動車具有輕便、無污染、低噪音和價格低廉的特點,成為比較理想的交通工具。開關(guān)磁阻電機的結(jié)構(gòu)簡單、控制靈活、可靠性高、能在較寬的速度范圍內(nèi)高效運行、而且堅固耐用,適合于在惡劣條件下應(yīng)用等特點決定了其非常適合于車輛負(fù)載。 本文主要研究四相8/6極開關(guān)磁阻電機傳動系統(tǒng)在兩輪電動車中的應(yīng)用,設(shè)計了以AVR單片機為主控芯片的電動車控制器。1.根據(jù)開關(guān)磁阻電機的結(jié)構(gòu)和工作原理,建立了SR 電機的數(shù)學(xué)模型,分析并確定了開關(guān)磁阻電機的位置信號檢測方法,制定了該系統(tǒng)使用的控制策略:采用轉(zhuǎn)速外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制,通過AVR單片機片內(nèi)定時器/計時器T/C2輸出的PWM斬波調(diào)壓間接地調(diào)節(jié)電流以控制電機的轉(zhuǎn)速。2.以AVR單片機為核心,設(shè)計了開關(guān)磁阻電機控制系統(tǒng)的各硬件電路,主要有電源轉(zhuǎn)換電路和電壓采樣電路、系統(tǒng)功率電路及MOSFET驅(qū)動電路、位置信號檢測電路和電流檢測與保護(hù)電路。3.在硬件電路的基礎(chǔ)上設(shè)計了系統(tǒng)的控制軟件,并對電動車的剎車、過流保護(hù)、欠壓保護(hù)和定速巡航等功能加以改善和提高。最后對所開發(fā)的系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試,通過實驗得到的速度電流波形證實了該控制器的可行性。
標(biāo)簽: 開關(guān)磁阻電機 制器設(shè)計 電動車
上傳時間: 2013-07-25
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高溫超導(dǎo)(High Temperature Superconductor,HTS)磁陰電動機與傳統(tǒng)磁陰電動機相比,能夠以更小的體積和重量實現(xiàn)更大的輸出功率、更高的功率因數(shù)和效率.國外有關(guān)超導(dǎo)磁阻電動機的研究目前還處于初級階段,國內(nèi)在這一領(lǐng)域更為滯后.論文以普通磁阻電動機的電磁關(guān)系為基礎(chǔ),結(jié)合超導(dǎo)材料特殊的電磁特性,初步提出了超導(dǎo)磁阻電動機電磁設(shè)計的一般原則;并嘗試進(jìn)行了一臺額定功率為150W的內(nèi)反應(yīng)式HTS磁阻電動機的電磁設(shè)計.論文以實際設(shè)計的一臺內(nèi)反應(yīng)式HTS磁阻電動機樣機作為分析實例,基于第二類超導(dǎo)體臨界態(tài)Kim模型和電磁場的有限元方法,提出了一般HTS磁阻電動機的內(nèi)部磁場及交、直軸同步電抗的分析與計算方法.并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了如何借助HTS磁阻電動機的電抗曲線分析HTS磁阻電動機的穩(wěn)態(tài)工作特性.論文對常規(guī)磁阻電動機與HTS磁阻電動機進(jìn)行了比較.計算結(jié)果表明,在電機尺寸、結(jié)構(gòu)不變的前提下,超導(dǎo)磁阻電動機比常規(guī)磁阻電動機明顯地提高了電機X/X值,因而以更小的尺寸獲得了更大的輸出轉(zhuǎn)矩、更高的效率和功率因數(shù),同時電機的穩(wěn)定運行區(qū)間也有所增大.計算結(jié)果還表明,采用抗磁性更強的YBCO塊材作為交軸阻磁介質(zhì),能夠保證轉(zhuǎn)子在獲得較大的直、交軸磁阻差異的同時不必犧牲較大的極孤系數(shù)和氣隙寬度,從而氣隙磁密有較好的波形,電機具有較好的同步性能.論文也對幾種具有相同定子但轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同的HTS磁阻電動機做了比較,比較結(jié)果顯示,ALA式HTS磁阻電動機比內(nèi)反應(yīng)式HTS磁阻電動機具有更大的輸出轉(zhuǎn)矩;當(dāng)輸出功率較大時,ALA結(jié)構(gòu)的HTS磁阻電動機還比內(nèi)反應(yīng)結(jié)構(gòu)具有更好的穩(wěn)態(tài)工作特性.另外發(fā)現(xiàn),thin-zebra ALA式HTS磁阻電動機的同步性能比thick-zebra ALA式HTS磁阻電動機更好.在進(jìn)行內(nèi)反應(yīng)式HTS磁阻電動機的設(shè)計時,內(nèi)反應(yīng)槽既要盡量阻隔交軸磁通,又要分布的比較均勻,這樣才能既獲得足夠的直、交軸同步電抗比,又削弱轉(zhuǎn)矩脈動,從而最終改善電機的同步性能.
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:水中浮云
開關(guān)磁阻電機是電機技術(shù)與現(xiàn)代電力電子技術(shù)、微機控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,既具有結(jié)構(gòu)簡單堅固、成本低、容錯能力強,耐高溫等優(yōu)點,又在高度發(fā)展的電力電子和微機控制技術(shù)的支持下獲得了良好的可控性能,目前己經(jīng)在多個工業(yè)部門得到應(yīng)用。因此,開關(guān)磁阻電機在驅(qū)動調(diào)速領(lǐng)域有著良好的發(fā)展前景。本論文在對前人成果的廣泛了解和研究基礎(chǔ)上,以philip公司生產(chǎn)的LPC2101為主控芯片,充分利用其高速運算能力和面向電機控制的高效控制能力,設(shè)計并制作了SRM控制器與系統(tǒng)軟件。本文以開關(guān)磁阻電機的調(diào)速控制策略及其控制實現(xiàn)方法為主要研究內(nèi)容,對開關(guān)磁阻電機的數(shù)學(xué)模型、功率變換器技術(shù)、控制策略、控制方案的實現(xiàn)進(jìn)行了全面深入的研究。 全文的研究工作分為五個部分,第一部分介紹了開關(guān)磁阻電機調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成及基本工作原理,綜述了開關(guān)磁阻電機的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、特點及研究動向,總結(jié)了開關(guān)磁阻電機系統(tǒng)存在的技術(shù)問題,提出了本文的研究目的和主要研究內(nèi)容。 第二部分引用并討論了SR電動機的基本數(shù)學(xué)模型和準(zhǔn)線性數(shù)學(xué)模型,然后基于此重點分析了與電動機運行特性密切相關(guān)的相電流波形與轉(zhuǎn)子角位移的函數(shù)關(guān)系,最后根據(jù)課題所關(guān)心的控制系統(tǒng)設(shè)計,在理論分析的基礎(chǔ)上提出了SR電動機控制方案并進(jìn)行了原理性分析,對SR電動機各個運行階段的特點進(jìn)行分析并初步提出控制方案。 第三部分對SR電動機調(diào)速系統(tǒng)的硬件設(shè)計進(jìn)行了詳細(xì)說明,主要包括以LPC2101為核心的控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計,根據(jù)SR電機的控制特點,盡可能地開發(fā)了LPC2101的硬件資源和軟件資源,使控制系統(tǒng)具有很高的控制精度和靈活性,然后對功率變換器進(jìn)行了設(shè)計和制作,分析了各種主電路形式的優(yōu)缺點,采用了新型IGBT功率管作為主開關(guān)元器件,使功率變換器結(jié)構(gòu)得到簡化,設(shè)計了IGBT的功率驅(qū)動電路,并專門設(shè)計了電壓鉗位電路和諸如過壓、過流保護(hù)等保護(hù)單元,保證了整個系統(tǒng)安全可靠地運行,然后分析了SR電動機控制系統(tǒng)位置傳感器檢測電路設(shè)計、電流及電壓斬波電路設(shè)計、電流檢測及保護(hù)電路設(shè)計等。 第四部分主要介紹了系統(tǒng)的總體控制思想,分析了各個運行階段的控制策略,對控制策略的軟件實現(xiàn)進(jìn)行了設(shè)計,并給出了軟件實現(xiàn)的具體流程圖,直觀地體現(xiàn)了軟件編程思想。最后,對系統(tǒng)進(jìn)行了實驗研究及分析。目前,該控制系統(tǒng)已調(diào)試完畢,基本實現(xiàn)預(yù)期功能。 本文對以ARM為控制核心的開關(guān)磁阻電動機控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究,得出了基于有位置傳感器檢測的控制方案。針對SR電機的控制特點,充分利用了ARM的硬件資源,采用PID數(shù)字調(diào)節(jié),發(fā)出相通斷信號和PWM信號,并和電流、電壓等保護(hù)信號相結(jié)合,實現(xiàn)對主功率元件的通斷控制。并且設(shè)計了相應(yīng)的外圍硬件檢測、保護(hù)、控制及人機接口電路,使控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,可靠性高;系統(tǒng)的控制軟件設(shè)計,采用模塊化的程序設(shè)計方法,增強了系統(tǒng)的可讀性及可維護(hù)性,實現(xiàn)了一種電壓斬波和電流斬波控制相結(jié)合的控制方式;結(jié)合系統(tǒng)的硬件設(shè)計,開發(fā)了相應(yīng)的軟件模塊,使系統(tǒng)具有完善的保護(hù)和控制性能。 本系統(tǒng)經(jīng)過試驗,調(diào)速范圍可達(dá)100~2000轉(zhuǎn)/分,效率較高,性能優(yōu)良,驗證了控制思想和控制方法的正確性。
標(biāo)簽: ARM 開關(guān)磁阻 電機驅(qū)動 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:獨孤求源
· 摘要: 以四相8/6極、5.5KW開關(guān)磁阻電動機(SRM)為研究對象,設(shè)計了一種結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠的開關(guān)磁阻電機調(diào)速(SRD)系統(tǒng).該系統(tǒng)采用TMS320F240為主控單元,詳細(xì)介紹了功率電路和控制器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理,采用了改進(jìn)型的不對稱半橋結(jié)構(gòu)的功率變換器,并針對EXB841的不足之處加以改進(jìn).實驗表明此系統(tǒng)不僅結(jié)構(gòu)簡單,而且運行效果良好.
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:離殤
凌力爾特公司提供了一個規(guī)模龐大且不斷成長的高電壓 DC/DC 轉(zhuǎn)換器繫列,這些器件是專為驅(qū)動高功率 LED 而設(shè)計的。
標(biāo)簽: LED 高電壓 降壓型轉(zhuǎn)換器 驅(qū)動高功率
上傳時間: 2013-11-12
上傳用戶:playboys0
時至今日,以太網(wǎng)供電 (PoE) 技術(shù)仍在當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)世界中不斷地普及。由供電設(shè)備 (PSE) 提供並傳輸至受電設(shè)備 (PD) 輸入端的 12.95W 功率是一種通用電源
上傳時間: 2013-11-06
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