本文首先介紹無刷直流電機原理及其常用的控制方法。在建立了無刷直流電機數學模型的基礎上,構建了MATLAB環境下控制系統的仿真模型,并對各個仿真模塊進行了分析。設計了無刷直流電機控制系統的硬件電路。該控制系統以Motorola公司的MC68HC908JL3單片機為核心,功率變換電路采用三菱公司IPMPS21246-E模塊。介紹了電路的各個組成部分,給出了控制系統中采用的軟硬件抗干擾措施。針對雙閉環無刷直流電機調速系統,深入研究了基于串級PI控制的控制策略,給出了參數選擇方法,并進行了仿真分析。根據所設計的硬件電路及采用的控制策略,編制了相應的控制系統軟件。系統軟件由物理層和應用層組成。物理層的程序模塊是基本的硬件功能實現模塊,包括啟動按鍵讀入模塊、ADC模塊、故障顯示模塊、中斷模塊。應用層程序調用物理層程序模塊,通過一定的算法邏輯,實現整個系統軟件的功能。最后對無刷直流電機控制系統進行了調試。給出了系統運行中的電壓、速度和電流等信號的實測波形,并進行了分析。調試結果表明,該系統穩定可靠,具有良好的調速性能,達到預期的效果。
上傳時間: 2013-07-11
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電纜偏心嚴重影響電纜的質量,因此在電纜生產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落后的現狀,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,并對此項檢測技術進行了詳細研究。 該文先從偏心傳感器、數據采集器和上位機系統三大部分對電渦流式電纜偏心檢測系統進行了整體設計。完成了偏心傳感器探頭的設計并解決了偏心傳感器振蕩電路的電源供應問題和信號從旋轉部件到靜止部件的傳輸問題。以TLC2543A/D轉換器和AT89C52單片機為核心器件設計了數據采集器,完成模擬信號到數字信號的轉換,并通過RS-232串行通訊把采樣數據傳輸給PC機。利用VisualBasic語言開發了軟件系統,對接收的數據進行了處理并對結果進行了輸出顯示。 為了提高檢測系統的精度,系統中采用了模擬濾波器和數字濾波器。根據檢測系統中信號的特點,分別確定了模擬濾波器和數字濾波器的性能指標,設計了抗混疊的3階巴特沃思模擬濾波器和5階橢圓型ⅡR低通數字濾波器,并采用適當的方法進行了實現。在靜態的電纜偏心檢測實驗系統中對濾波器的性能進行了驗證。 偏心傳感器是檢測系統中的關鍵部件,它的性能至關重要。該文通過構造的靜態實驗系統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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電動機在工農業生產中被廣泛應用,但是其高故障率對工農業生產造成巨大的經濟損失。因此,在分析傳統電動機保護裝置不盡完善的基礎上,研制功能完善、可靠性高的電動機保護裝置已經成為必要。 本文在查閱了大量文獻資料的基礎上,介紹了微機保護的發展歷史、技術特點和發展方向,結合實際科研課題,在理論聯系實際的基礎上,設計并實現了硬件以TMS320F206處理器為核心,軟件以傅氏算法為核心的新型電動機微機保護測控系統。 文中首先運用對稱分量法對電動機的三相短路、兩相短路、單相接地短路和斷相等常見對稱和不對稱故障進行了分析,在結合電動機微機保護原理的基礎上,提出了可靠性高、實用性強的電動機微機保護方案。然后根據微機保護系統的快速、準確的發展趨勢和DSP數字信號處理芯片的特點,設計并實現了一種DSPTMS320F206+單片機8051雙CPU結構的電動機微機保護測控裝置。DSP作為主CPU芯片主要完成數據采集、數據處理和保護等功能,8051作為從CPU主要完成鍵盤處理、液晶顯示處理和通訊等人機對話功能。此雙CPU結構具有并行工作、分工合作的優點,既保證了繼電保護的速動性、選擇性、靈敏性和可靠性,又實現了實時測量的高精度。文中對此裝置硬件系統的設計進行了詳細的分析,并結合對微機保護數據處理算法和電動機微機保護原理的研究,設計了保護裝置的軟件系統,二者都采用了模塊化的結構設計方法,可移植性強。 通過對設計成的保護裝置樣機進行調試和分析,初步驗證了系統硬件部分和軟件部分設計的正確性;通過靜態模擬實驗,初步驗證了保護裝置的可靠性。
上傳時間: 2013-05-29
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裝備多個電機的分布式驅動電動車,由于其特殊的布置形式而在提高汽車操縱穩定性方面具有令人矚目的潛力。本課題針對雙電機分布式驅動電動車中速度位置傳感器信號的處理,以及實施車體穩定性控制的上位機與電機控制器間信息交換開展了研究。 雙電機分布式驅動電動車中使用了旋轉變壓器作為電機轉子(車輪)速度位置傳感器。本文采用旋轉變壓器/數字轉換器(RDC)芯片AD2S90實現旋變信號的解調,此方案成功應用在分布式驅動電動車永磁同步電機控制系統中;同時提出了使用TMS320F2812,運用過采樣、數字濾波技術直接解調旋變信號的軟件方案,此方案的優點在于省去了RDC芯片的成本,同時可以方便的改變算法參數,在系統硬件、軟件算法時間耗費和濾波特性之間做出靈活的選擇。 采用CAN總線通訊技術實現上位機與兩電機控制器間的轉矩和速度信息交換。課題進行了車體CAN通訊軟硬件設計。基于CAN總線的分布式驅動電動車運行穩定,電機轉矩響應迅速。CAN通訊滿足了車體穩定性控制的實時性和可靠性要求,同時具有極佳的擴展能力。
上傳時間: 2013-07-07
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隨著工業電力電子技術的發展,電力系統中的非線性負載越來越多,由此帶來的諧波公害越來越嚴重。應用現代技術對諧波等進行經濟、有效地補償是目前急待解決的重要問題之一。消除諧波的方法是加裝濾波裝置。對高壓大容量諧波源國內外目前主要是采用LC諧振型無源濾波器(PassivePowerFilter,PF),這些濾波器還兼有無功和負序補償功能。盡管PF具有初期投資小、運行效率高等優點,但其濾波效果受電力系統阻抗的影響較大,且只能消除特定次數的諧波,對于諧波次數經常變化的負載濾波效果不好,還可能與系統發生串聯、并聯諧振,導致諧波放大,使LC濾波器過載甚至燒毀。進入80年代以后,隨著有源濾波技術的不斷深入和用戶對諧波問題的重視,以及電力電子技術的飛速發展,大功率可關斷器件(GTR,GTO,IGBT等)的不斷進步,有源電力濾波器(ActivePowerFilter,APF)作為抑制電網諧波、補償供電系統無功功率的新型電力電子裝置得到迅速發展,其中又以并聯型有源電力濾波器的使用最為廣泛。 本文以并聯型注入式混合有源濾波器為基礎,就其設計與應用的幾項重要技術進行了研究,論文主要包括以下幾個方面的內容: 1.就國內外有源濾波器的研究現狀和發展概況作了較為全面的綜述,介紹了目前研究的熱點與難點。 2.研究了各型有源濾波器的基本拓撲結構和運行原理,分析了其各自的優缺點。 3.提出了一種適合大容量工程應用的混合型濾波器結構,結合工程實際完成了各組成部分的參數設計。 4.對各種諧波檢測算法進行了比較研究,提出了一種準確性較高、延時較短的新型檢測方法。 5.就APF中逆變器的PWM調制問題,提出了一種基于新的改進規則采樣法的死區補償方法。
上傳時間: 2013-07-06
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目前,大多數實用的諧波抑制系統都使用已經很成熟的無源濾波技術,但無源濾波器存在諸如易受系統參數影響、只能消除特定次諧波缺點。所以有源電力濾波器因其動態補償諧波的優越性能已成為一項熱門的研究課題。但是我國的有源電力濾波器技術目前還沒有進入實用階段,多數只是進行理論上的探討研究。 本文的研究目的就是探討一種新的控制算法,設計一套實用的有源電力濾波器系統以補償諧波及無功功率。 本文的主要內容如下: 1.介紹了目前常用的幾種典型的有源電力濾波器系統結構、基本原理及其主要工作特點。 2.在第三章分析了諧波及無功電流的檢測即有源電力濾波器中指令電流運算電路部分。有源電力濾波器利用瞬時無功功率理論來檢測諧波和無功電流會使補償電流產生誤差。本文設計的并聯型有源電力濾波器采用一種新的控制算法來綜合補償非線性負載產生的諧波和無功功率。該方法可有效的區分用戶對于電壓、電流波形畸變的責任,并對其做出相應的獎懲措施。電源電流經過本文設計的有源電力濾波器補償后,其波形與公共連接點的電壓保持一致,根據這一特征,我們就可以區分公共連接點處供電部門和用戶的責任。由于電源電流和電壓波形保持同步變化,所以負載產生的無功功率完全得到了補償。為了減少離散傅立葉變換帶來的時間延遲,提高有源電力濾波器的動態響應速度,采用了同步旋轉坐標系對諧波電壓提前一個采樣周期進行預測。 3.本文提出的有源電力濾波器控制算法非常簡單,用具有高速運算性能和強大控制功能的數字信號處理器(DSP)實現十分容易。 4.對三相電路和單相電路根據實際運行可能出現的情況進行了大量的仿真研究,仿真結果也驗證了本文提出的有源電力濾波器的控制算法是有效可行的。 有關諧波源的研究是諧波問題的基礎,而諧波的補償和抑制是諧波問題研究的核心問題,因此本文的研究工作對于電力系統諧波的分析治理具有重要的理論和現實意義。
上傳時間: 2013-07-23
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本文的研究工作主要是圍繞著變速恒頻雙饋風力發電機交流勵磁電源研究展開的.根據變速恒頻雙饋風力發電系統對交流勵磁電源的要求,本文首先對目前適合用作交流勵磁電源的六種變換器進行了詳細深入地比較分析,認為在目前的電力電子技術條件下,兩電平電壓型雙PWM變換器是可用作變速恒頻雙饋風力發電機交流勵磁電源的最具優勢的一種變換器,而多電平與軟開關技術的結合將是交流勵磁電源的發展方向.對網側PWM變換器的無電網電壓傳感器控制技術進行了研究,提出了一種基于虛擬電網磁鏈定向的無電網電壓傳感器的矢量控制方案,解決了初始虛擬電網磁鏈準確觀測的難點,使網側PWM變換器不用對電網電壓進行采樣即可實現矢量控制,省去了電網電壓傳感器及其處理電路但并不影響其控制性能,仿真和實驗結果驗證了所提出方案的良好控制性能.在轉子側PWM變換器的研究中,在電網電壓恒定的情況下對DFIG矢量形式的數學模型進行簡化,進行了基于定子磁鏈定向和基于定子電壓定向的轉子電流環控制器的設計研究.深入分析了DFIG風力發電系統最大風能追蹤的機理和實現的方案,設計了基于定子電壓定向矢量控制、實現最大風能追蹤、有功和無功功率解耦的DFIG的控制方案.最后,將變速恒頻雙饋風力發電運行研究拓展到了電網故障條件下的運行控制.建立了計及電網電壓故障的變速恒頻雙饋風力發電系統完整仿真模型,為系統不間斷運行的研究、改進控制策略的驗證和其它探索性研究提供了一個很好的平臺.
上傳時間: 2013-06-17
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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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v無刷直流電動機具有結構簡單、可靠性高、維護方便、運行效率高和調速性能好等優點,隨著微處理器技術、電力電子技術、控制理論,以及低成本、高磁能積永磁材料的發展,得到越來越廣泛的應用。無刷直流電動機采用無位置傳感器控制,電動機結構更加簡單,應用范圍擴大,相對于有位置傳感器控制優勢明顯。本論文圍繞無刷直流電動機的無位置傳感器控制進行較為系統和深入的研究。 首先,論文從基本電磁定律出發,在分析無刷直流電動機結構和工作原理的基礎上,建立了無刷直流電動機的數學模型,為分析無刷直流電動機無位置傳感器控制奠定基礎。 其次,根據無刷直流電動機反電勢過零檢測原理,對反電勢過零檢測法的各種實現方法進行研究,比較各種實現方法的優缺點,指出它們的適用范圍。在此基礎上,給出帶通濾波法及其簡化電路形式,提出使用帶通濾波器獲取反電勢三次諧波的方法。論文將直流電源負端電壓作為帶通濾波法和帶通濾波三次諧波法的參考電平。 論文對無刷直流電動機無位置傳感器控制中的關鍵問題-起動方法進行研究,在詳細分析“三段式”起動方法的實現過程的基礎上,給出了從外同步到自同步平穩切換的條件。論文在研究無刷直流電動機無位置傳感器控制換相方法的基礎上,提出了一種新的換相方法,提高了電動機運行平穩性和系統穩定性。在帶通濾波三次諧波法中使用該換相方法,無需對三次諧波積分即可得到換相時刻。 濾波器是反電勢法中反電勢過零檢測電路的重要組成部分。論文在分析無刷直流電動機端電壓信號特點的基礎上,給出濾波電路的技術要求,根據濾波器基本設計原理,分別對一階RC無源帶通濾波器和二階RC有源低通濾波器進行電路設計和參數計算,并通過實驗驗證理論分析和仿真結果。這些為通過檢測反電勢過零點獲得可靠的換相信號創造了條件。 論文還分析了無刷直流電動機無位置傳感器控制中產生轉子位置檢測誤差的原因,提出了相應的校正方法。通過分析無刷直流電動機的換相過程,建立了換相狀態的等效電路和數學模型,研究了轉子位置誤差引起的電動機超前、滯后換相現象,及其由此產生的非導通相環流,在理論分析的基礎上,進行了仿真計算,并與實驗結果對照分析。 功率器件的功率損耗分析在逆變器設計和提高控制系統的可靠性方面具有重要作用。論文構建了由IGBT組成的簡化逆變器模型,并進行仿真研究。針對不同的開關頻率和柵極電阻,定量計算了IGBT開關過程中各階段的功率損耗,給出了變化規律,對逆變器的設計具有重要的指導意義。最后,論文研制了基于反電勢過零檢測法的無位置傳感器無刷直流電動機控制系統,控制系統由硬件和控制軟件兩部分組成。硬件部分包括主電源整流濾波電路、控制電源電路、反電勢過零檢測電路、驅動和逆變電路以及保護電路等,控制軟件包括電動機起動模塊(包括定位、加速、切換)、電動機運行控制模塊(包括過零檢測及校正、換相)和各保護功能模塊。對系統進行了調試,并對論文中所分析和提出的各種方法進行了相關的實驗研究,給出了實驗結果。
上傳時間: 2013-06-06
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晶閘管控制電抗器(TCR)型靜止無功補償裝置(SVC)由于其對快速波動負荷補償的良好效果,成為近年來無功補償的熱點。本文對SVC的各種裝置進行了介紹,研究了TCR型SVC的原理和控制方法,特別分析了12脈波TCR的諧波特性;引入了基于三角波調制的無功電流檢測方法,并在此基礎上設計了以AVR單片機為核心的動態無功補償裝置控制器。在控制器硬件電路的基礎上,利用C語言進行軟件編程實現了控制器對裝置的自動控制。通過變電站的現場實驗證明控制器能夠準確、快速、可靠的控制TCR實現對波動負荷的快速補償。
上傳時間: 2013-08-03
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