繞組勵磁同步電機具有功率因數可調、效率高等優點，在工業大功率場合獲得了廣泛應用，因此研究和開發高性能的繞組勵磁同步電機驅動系統具有重大的經濟價值和社會效益。目前開發高性能繞組勵磁同步電機驅動系統所采用的控制方案主要有兩種：一種是直接轉矩控制（DTFC）；另一種是磁場定向矢量控制（FOC）。繞組勵磁同步電機的矢量控制策略具有控制結構簡單，物理概念清晰，電流、轉矩波動小，轉速響應迅速，易實現數字控制等優點。因此，在交流傳動領域中，越來越受到學者的關注。但是，無論在國內還是國外，交直交型繞組勵磁同步電機矢量控制系統的研究還缺乏全面深入的理論研究，還沒有建造起矢量控制系統的理論體系構架。本文對繞組勵磁同步電機矢量控制系統進行了初步的理論探討，并進行了詳細的實踐研究，為以后更深入、廣泛地研究此系統，打好堅實的基礎。本論文主要研究內容如下： @@ 通過廣泛的查找文獻，對幾種常見的同步電機傳動系統進行了綜述，分析了同步電機變頻調速原理，在此基礎上，講述了無傳感器技術在同步電機中的應用現狀。無傳感器技術主要有兩大類：基于基波量的檢測方法和基于外加信號的激勵法。隨后，對轉子初始位置的估計進行了綜述，其方法有：基于電機定子鐵芯飽和效應的轉子位置估計，高頻信號注入法，基于定子繞組感應電壓的估計法和基于相電感計算法等。繞組勵磁同步電機轉子初始位置估計的研究還很少。 @@ 對繞組勵磁同步電機矢量控制的理論進行了全面深入地研究，建立起矢量控制的理論體系構架。 @@ 首先，基于磁勢等效原理，將三相靜止交流信號等效變換為兩相旋轉直流信號，將交流電機等效為直流電機進行控制。在Clarke變換和Park變換的基礎上，得到凸極同步電機轉子磁場定向的電壓矩陣方程、功率方程和運動方程。根據上述方程，繪出dq軸的等值電路及矢量圖，得到狀態空間描述的dq軸數學模型。 @@ 其次，根據模型參考自適應原理，對同步電機轉速進行估計。忽略同步電機d軸阻尼繞組的作用，取同步轉速為零，得到同步電機αβ靜止坐標系下 的數學模型。將不含有轉子轉速信息的方程作為參考模型，將含有轉速參數的方程作為可調模型，根據波波夫超穩定性和正性原理，對轉子轉速進行估計。@@ 最后，根據模型參考自適應估計的轉子轉速，設計磁通觀測器來估計轉子磁通，實現磁通反饋閉環控制。磁通觀測器采用降維觀測器，僅對轉子磁通分量進行重構，并通過極點配置算法，合理配置觀測器的極點，使觀測器滿足系統的性能指標，達到磁通觀測的目的。 @@ 新穎的空間矢量脈寬調制算法。從空間矢量的基本概念入手，深入分析了定子三相對稱電壓與空間電壓矢量之間的關系。由三相電壓源型逆變器輸出電壓波形得到六個有效開關狀態矢量，這六個開關矢量和兩個零矢量合成一組等幅不同相的電壓空間矢量，去逼近圓形旋轉磁場。其次，根據空間電壓矢量所在的扇區，選擇相鄰有效開關矢量，在伏秒平衡的法則下，計算各有效開關矢量的作用時間。并且，探討了扇區判斷和扇區過渡問題，定性分析了空間矢量脈寬調制（SVPWM）的性能。最后，根據每個扇區中開關矢量作用時間，采用軟件構造法，在TMS320LF2407A硬件上實現了SVPWM。實驗結果表明，該算法簡單易實現，能夠有效的提高直流母線的電壓利用率，具有在低頻運行穩定，逆變器輸出電流正弦度好等優點。 @@ 空間矢量過調制算法的研究。在上述線性調制的基礎上，提出一種基于電壓空間矢量的過調制方法。過調制區域根據調制度分成兩種不同的模式，分別為模式Ⅰ（0．907
上傳時間： 2013-07-25
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隨著用戶對供電質量要求的進一步提高，模塊化UPS 并聯系統獲得了越來越廣泛的應用。本文以模塊化UPS為研究對象，根據電路結構，將其分為直流部分模塊化和交流部分模塊化分別進行討論。整流環節對Boost-PFC 電路進行并聯控制，實現直流部分的模塊化；逆變環節在瞬時電壓PID 控制的基礎上，引入了瞬時均流的并聯控制策略，實現交流部分的模塊化。 介紹了有源功率因數校正技術的基本原理和控制思路，分析了單管雙Boost-PFC電路的工作過程，并將其簡化等效成常規的Boost 電路進行分析和控制。根據控制系統的結構，分別對電流控制環和電壓控制環進行了分析，得出了電感電流主要受電流指令的影響，而輸入輸出電壓差的影響則相對比較??；輸出電壓主要受參考給定指令電壓、緩啟給定指令電壓以及輸出電流等因素的影響。根據電流環和電壓環的解析表達式，給出了并聯控制的方法及原理。 對單相電路、三相電路以及多模塊并聯電路分別進行了仿真驗證，對多模塊的并聯系統進行了實驗驗證。建立了單相逆變器的數學模型，并加入PID 控制器，得到了輸出電壓的解析表達式，得出逆變器輸出電壓與參考給定電壓和輸出電流有關。利用極點配置的方法得到了模擬域PID 控制器參數的計算公式，并采用后向差分法，將其轉換到數字域，得到了數字PID 控制器參數與模擬域參數的換算關系。通過實驗測試和曲線擬合的辦法，得到了實際逆變器的電路參數。通過對所設計的數字PID 控制器進行仿真和實驗，驗證了理論分析和計算。建立了PID 電壓閉環的多逆變器并聯系統數學模型，分析得出并聯系統的輸出電壓主要由系統中各模塊的平均給定電壓決定，同時也受較高次的輸出諧波電流影響，受輸出基波電流影響相對較??；環流主要受模塊的給定電壓與系統平均給定電壓的偏差影響。針對環流產生的原因，提出了一種瞬時均流控制策略來減小系統環流對給定電壓偏差的增益，從而達到瞬時均流的目的。 對兩逆變模塊并聯的系統在各種工況下進行了仿真和實驗，驗證了理論分析的正確性和這種瞬時均流控制策略的可行性。
上傳時間： 2013-04-24
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諧振變換器相對硬開關PWM變換器，具有開關頻率高、關斷損耗小、效率高、重量輕、體積小、EMI噪聲小、開關應力小等優點。而LLC諧振變換器具有原邊開關管易實現全負載范圍內的ZVS，次級二極管易實現ZCS諧振電感和變壓器易實現磁性元件的集成，以及輸入電壓范圍寬等優點，因而得到了廣泛的關注。 本文對諧振變換器的基本分類和各種諧振變換器的優缺點進行了比較和總結，并與傳統PWM變換器進行了對比，總結出LLC諧振變換器的主要優點。并以400W LLC諧振變換器為目標設計，LLC前級使用APFC電路，后一級是LLC諧振變換器。 首先，基于FHA(基波分析法)的方法對LLC諧振變換器進了穩態電路的分析，并詳細闡述了LLC諧振變換器在各個開關頻率范圍內的工作原理和工作特性。隨后，文章詳細比較了LLC諧振變換器與傳統的諧振變換器和半橋PWM變換器不同之處。 然后，文章分別采用分段線性法和擴展描述函數法建立了LLC諧振變換器的小信號模型。由于分段線性法建立的小信號模型僅考慮了LLC諧振變換器工作在滿負載的情況下，為了建立更具一般性的模型，論文又采用了擴展描述函數法建模，用以指導控制環路的設計。 接著，論文對整個系統進行了綜合設計。文章給出了APFC部分的主電路和控制補償回路的具體設計；同時，也做出了LLC諧振變換器主電路的具體設計，而LLC諧振變換器控制回路的設計，仍需要更深一步的研究，并需提出一種切實可行的設計方法。 最后，采用Pspiee軟件建立了仿真模型。仿真結果得出LLC諧振變換器能在負載和輸入電壓變化范圍都很大的情況下實現輸出電壓的穩定調節，并能實現場效應管和二極管的軟開關，驗證了理論分析的正確性；由于實驗條件的限制，制作的實驗電路板處于調試之中，希望進一步驗證理論設計的正確性。
上傳時間： 2013-04-24
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高壓直流電源廣泛應用于醫用X射線機，工業靜電除塵器等設備。傳統的工頻高壓直流電源體積大、重量重、變換效率低、動態性能差，這些缺點限制了它的進一步應用。而高頻高壓直流電源克服了前者的缺點，已成為高壓大功率電源的發展趨勢。本文對應用在高輸出電壓大功率場合的開關電源進行研究，對主電路拓撲、控制策略、工藝結構等方面做出詳細討論，提出實現方案。 高壓變壓器由于匝比很大，呈現出較大的寄生參數，如漏感和分布電容，若直接應用在PWM變換器中，漏感的存在會產生較高的電壓尖峰，損壞功率器件，分布電容的存在會使變換器有較大的環流，降低了變換器的效率。本文選用具有電容型濾波器的LCC諧振變換器為主電路拓撲，它可以利用高壓變壓器中漏感和分布電容作為諧振元件，減少了元件的數量，從而減小了變換器的體積。 LCC諧振變換器采用變頻控制策略，可以工作在電感電流連續模式(CCM)和電感電流斷續模式(DCM)，本文對這兩種工作模式進行詳細討論。針對CCM下的LCC諧振變換器，本文分析其工作原理，用基波近似法推導出變換器的穩態模型，給出一種詳盡的設計方法，可以保證所有開關管在全負載范圍內實現零電壓開關，減小電流應力和開關頻率的變化范圍，并進行仿真驗證。基于該變換器，研制出輸出電壓為41kV，功率為23kW的高頻高壓電源，實驗結果驗證了分析與設計的正確性。 針對DCM下的LCC諧振變換器，本文分析其工作原理，該變換器可以實現零電流開關，有效地減小IGBT拖尾電流造成的關斷損耗。論文通過電路狀態方程推導出變換器的電壓傳輸比特性，在此基礎上對主電路參數進行設計，并進行仿真驗證?；谠撟儞Q器，研制出輸出電壓為66kV，功率為72kW的高頻高壓電源，實驗結果表明了方案的可行性。
上傳時間： 2013-04-24
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永磁同步電機(PMSM)因其無需勵磁電流、運行效率和功率密度高,在交流調速系統中被廣泛的應用,但PMSM高性能的矢量控制需要精確的轉子位置和速度信號來實現磁場定向。在傳統控制中,一般采用機械式傳感器來檢測轉子位置和轉速,但是機械式傳感器存在諸如成本高、可靠性低、不易維護等問題,使得無速度/位置傳感器控制技術成為永磁同步電機控制中的熱點問題。雖然目前已有較多的研究成果,但是所采用的方法大多是基于電機基波方程的分析,一般不適用于低速甚至零速,并且對電機參數較為敏感,魯棒性差。本文正是為了解決這個問題,而采用高頻信號注入法實現轉子位置估算,這種方法適合于低速甚至零速,對電機參數的變化不敏感,魯棒性強。主要做了如下的工作： 首先詳細介紹了永磁同步電機三種基本結構,在建立了旋轉坐標系下永磁同步電機數學模型的基礎上敘述了其矢量控制原理,分析了各種現有的永磁同步電機無速度/位置傳感器控制策略；其次在永磁同步電機矢量控制的基礎上詳細討論了旋轉高頻電壓信號注入法與脈振高頻電壓信號注入法提取轉子位置的基本原理,并在此基礎上利用MATLAB/SIMULINK仿真工具建立了整個永磁同步電機無速度/位置傳感器矢量控制系統的模型,進行了仿真研究,仿真結果驗證了控制算法的正確性。最后利用TI公司推出的數字信號處理器DSP芯片TMS320F2812,實現了基于脈振高頻信號注入法的永磁同步電機無速度/位置傳感器的實驗運行,實驗結果驗證了這種方法適合于低速運行,對電機參數的變化不敏感,魯棒性強。
上傳時間： 2013-06-06
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三相spwm信號是由高頻載波和三相調 制波比較而得的，三相svpwm信號也可理解為由高頻載波和三相調制波比較而得，區別是前者的三相調制波是三相對稱的正弦波，后者的三相調制波是三相對稱的馬鞍形波，馬鞍形波由正弦波和一定幅值的三次諧波復合而成。但令人回味的是，svpwm的最初出現和發展卻和以上思路大相徑庭，其完全從空間矢量的角度出發，后來人們才發現svpwm和spwm的以上淵源[1]。至今svpwm已在三相或多相逆變器中得以廣泛應用，其原因有兩個，一是采用svpwm的逆變器輸出相電壓中的基波含量高于采用spwm的逆變器[2][3]，二是dsp的快速運算能力可以實時計算開關時間。但在實際應用svpwm時，往往對以下問題感到疑惑：svpwm算法的推導、開關向量的選擇、dsp的實現、逆變器輸出相電壓有效值的大小。本文的內容將有助這些疑惑的解決，更靈活地應用svpwm算法。
上傳時間： 2013-06-05
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全國大學生電子設計（課題：波形的合成與分解） 1 任務 設計制作一個具有產生多個不同頻率的正弦信號，并將這些信號再合成為近似方波和三角波功能的電路。系統示意圖如圖1所示： 2要求 2.1 方波振蕩器的信號經分頻與濾波處理，同時產生頻率為1kHz和3kHz與5kHz的正弦波信號，這三種信號應具有確定的相位關系；產生的信號波形無明顯失真；幅度峰峰值分別為6V與2V和1.2V； 2.2制作一個由移相器和加法器構成的信號合成電路，將產生的1kHz和3kHz正弦波信號，作為基波和3次諧波，合成一個近似方波，波形幅度為5V，合成波形的形狀如圖2所示。 圖2 利用基波和3次諧波合成的近似方波 2.3 再用5kHz的正弦信號作為5次諧波，參與信號合成，使合成的波形更接近于方波，波形幅度為5V； 2.4根據三角波諧波的組成關系，設計一個新的信號合成電路，將產生的1kHz、3kHz、5kHz各個正弦信號，合成一個近似的三角波形，波形幅度為5V； 2.5合成波形的幅度與直流電平能數字設置和數控步進可調，步進值為0.5V和0.05V； 2.6設計制作一個能對各個正弦信號的幅度進行測量和數字顯示的電路，測量誤差不大于?5％； 2要求 2.1 方波振蕩器的信號經分頻與濾波處理，同時產生頻率為1kHz和3kHz與5kHz的正弦波信號，這三種信號應具有確定的相位關系；產生的信號波形無明顯失真；幅度峰峰值分別為6V與2V和1.2V； 2.2制作一個由移相器和加法器構成的信號合成電路，將產生的1kHz和3kHz正弦波信號，作為基波和3次諧波，合成一個近似方波，波形幅度為5V，合成波形的形狀如圖2所示。 圖2 利用基波和3次諧波合成的近似方波 2.3 再用5kHz的正弦信號作為5次諧波，參與信號合成，使合成的波形更接近于方波，波形幅度為5V； 2.4根據三角波諧波的組成關系，設計一個新的信號合成電路，將產生的1kHz、3kHz、5kHz各個正弦信號，合成一個近似的三角波形，波形幅度為5V； 2.5合成波形的幅度與直流電平能數字設置和數控步進可調，步進值為0.5V和0.05V； 2.6設計制作一個能對各個正弦信號的幅度進行測量和數字顯示的電路，測量誤差不大于?5％； 2要求 2.1 方波振蕩器的信號經分頻與濾波處理，同時產生頻率為1kHz和3kHz與5kHz的正弦波信號，這三種信號應具有確定的相位關系；產生的信號波形無明顯失真；幅度峰峰值分別為6V與2V和1.2V； 2.2制作一個由移相器和加法器構成的信號合成電路，將產生的1kHz和3kHz正弦波信號，作為基波和3次諧波，合成一個近似方波，波形幅度為5V，合成波形的形狀如圖2所示。 圖2 利用基波和3次諧波合成的近似方波 2.3 再用5kHz的正弦信號作為5次諧波，參與信號合成，使合成的波形更接近于方波，波形幅度為5V； 2.4根據三角波諧波的組成關系，設計一個新的信號合成電路，將產生的1kHz、3kHz、5kHz各個正弦信號，合成一個近似的三角波形，波形幅度為5V； 2.5合成波形的幅度與直流電平能數字設置和數控步進可調，步進值為0.5V和0.05V； 2.6設計制作一個能對各個正弦信號的幅度進行測量和數字顯示的電路，測量誤差不大于?5％； 2要求 2.1 方波振蕩器的信號經分頻與濾波處理，同時產生頻率為1kHz和3kHz與5kHz的正弦波信號，這三種信號應具有確定的相位關系；產生的信號波形無明顯失真；幅度峰峰值分別為6V與2V和1.2V； 2.2制作一個由移相器和加法器構成的信號合成電路，將產生的1kHz和3kHz正弦波信號，作為基波和3次諧波，合成一個近似方波，波形幅度為5V，合成波形的形狀如圖2所示。 圖2 利用基波和3次諧波合成的近似方波 2.3 再用5kHz的正弦信號作為5次諧波，參與信號合成，使合成的波形更接近于方波，波形幅度為5V； 2.4根據三角波諧波的組成關系，設計一個新的信號合成電路，將產生的1kHz、3kHz、5kHz各個正弦信號，合成一個近似的三角波形，波形幅度為5V； 2.5合成波形的幅度與直流電平能數字設置和數控步進可調，步進值為0.5V和0.05V； 2.6設計制作一個能對各個正弦信號的幅度進行測量和數字顯示的電路，測量誤差不大于?5％； 一起學習交流 QQ:853594759
上傳時間： 2013-10-11
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多諧振蕩器是一種能產生矩形波的自激振蕩器，也稱矩形波發生器。"多諧"指矩形波中除了基波成分外，還含有豐富的高次諧波成分。多諧振蕩器沒有穩態，只有兩個暫穩態。在工作時，電路的狀態在這兩個暫穩態之間自動地交替變換，由此產生矩形波脈沖信號，常用作脈沖信號源及時序電路中的時鐘信號。
上傳時間： 2013-10-14
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在假設并網光伏電站各交流器件的輸出和輸入變量只含有基波分量的前提下,提出了一種利用相量法和受控源法模擬并網光伏電站電能轉換及傳輸系統特性的方法,并建立了包含光伏陣列,具有最大功率跟蹤功能的逆變器、變壓器及控制系統的并網光伏電站整體仿真模型。通過采用國內某地并網光伏電站的實測數據進行的仿真驗證及誤差分析可知,所提出的光伏電站模擬方法和數學模型是有效的。
上傳時間： 2013-10-30
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電梯的開關門過程是一個變速運動過程 ,需要對電梯門系統的驅動電機進行調速控制；本文提出了一種以高性能單片微機87C196MC 為核心的電梯門機變頻調速控制系統，功率驅動電路采用驅動MOSFET 的專用集成電路IR2130；分析了基于PWM 技術控制電梯門機運行的方法；采用單片微機和功率驅動專用集成電路將門系統電機的交流變頻器和驅動控制器集為一體,得到了一種可靠性高、控制靈活、成本低、體積小的電梯門機控制器。關鍵字：變頻器；正弦脈寬調制；電梯門機系統 電梯的門機系統是電梯的一個非常重要的子系統。門機系統性能的優劣直接關系著整個電梯系統能否正常地運行。所以說，對門機系統的設計開發及制造是電梯系統設計開發及制造的一個關鍵環節。從控制這個角度來說，研究的重點應側重于如何把先進的變頻調速技術應用到門機系統中，使門機系統能高效經濟可靠地運行。在目前的工程實踐中，交流電機的變頻調速策略主要有兩種方法，即正弦脈寬調制方法（SPWM）和空間矢量脈寬調制方法（SVPWM）。其中SPWM 的基本原理就是用正弦波和高頻三角載波比較產生PWM 脈沖序列：當基波（正弦波）高于三角載波時，相應的開關器件導通，反之，當基波低于三角載波時，相應的開關器件截止。產生的PWM 脈沖序列作為逆變器功率開關器件的驅動控制信號。本電梯門機變頻調速系統就是采用SPWM 調制方法，采用INTEL 公司的16 位高性能微控制器87C196MC 作為核心控制芯片，由87C196MC 的PWM 波形發生模塊產生PWM 信號去驅動功率電路，從而帶動門機按照預先設定的運行曲線運行。
上傳時間： 2013-10-16
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