超聲波電機(jī)是上個(gè)世紀(jì)八十年代逐步發(fā)展起來(lái)的新型微電機(jī)。它利用壓電陶瓷逆壓電效應(yīng)激發(fā)的超聲振動(dòng)作為驅(qū)動(dòng)力,通過(guò)定轉(zhuǎn)子間的摩擦力來(lái)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)。與傳統(tǒng)的電磁馬達(dá)相比,它具有低速大轉(zhuǎn)矩、無(wú)電磁干擾、動(dòng)作相應(yīng)快、運(yùn)行無(wú)噪聲、無(wú)輸入時(shí)能自鎖等卓越特性,在非連續(xù)運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域、精密控制領(lǐng)域要比傳統(tǒng)的電磁電機(jī)性能優(yōu)越得多。目前,旋轉(zhuǎn)型超聲波電機(jī),尤其是環(huán)形行波型超聲波電機(jī),在工業(yè)、辦公、過(guò)程自動(dòng)化等領(lǐng)域的伺服系統(tǒng)中作為直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器得到廣泛的關(guān)注。 本論文主要研究并設(shè)計(jì)了用于超聲波電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)的小型控制系統(tǒng)。其目的是針對(duì)市場(chǎng)需要,提供給用戶(hù)一種價(jià)格較低、體積小、性能指標(biāo)適中,操作簡(jiǎn)便,能夠?qū)崿F(xiàn)快速定位,速度可調(diào)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)的閉環(huán)控制器。 控制器的核心為MSP430F167。課題對(duì)外圍檢測(cè)、控制、驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行相關(guān)的研究和設(shè)計(jì),并按照控制器的需求設(shè)計(jì)相應(yīng)的軟件。最后給出實(shí)驗(yàn)結(jié)果:系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,速度曲線(xiàn)較為理想,達(dá)到了最初的設(shè)計(jì)要求。 系統(tǒng)總結(jié)了超聲波電機(jī)的發(fā)展、特點(diǎn)、分類(lèi),通過(guò)與傳統(tǒng)電磁電機(jī)的對(duì)比給出了超聲波電機(jī)的廣闊的應(yīng)用前景。在此基礎(chǔ)上,指出了超聲波電機(jī)研究的發(fā)展方向,明確了本文的研究?jī)?nèi)容。 總結(jié)了環(huán)形行波型超聲波電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、運(yùn)行機(jī)理,并在此基礎(chǔ)上總結(jié)了環(huán)形行波型超聲波電機(jī)調(diào)頻、調(diào)相、調(diào)幅等控制方法以及推挽、半橋和全橋驅(qū)動(dòng)逆變電路的優(yōu)缺點(diǎn)。 本課題設(shè)計(jì)了基于超聲波電機(jī)的控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電路。首先,提出了本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思想及目的;其次,介紹了本設(shè)計(jì)的控制器硬件電路具體設(shè)計(jì)過(guò)程以及調(diào)頻調(diào)速的實(shí)現(xiàn)方式。然后,詳細(xì)介紹了該控制系統(tǒng)的軟件構(gòu)成,包括上位機(jī)軟件、下位機(jī)軟件以及通訊部分。詳細(xì)闡述了在本控制系統(tǒng)中的調(diào)速、定位原理。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明了該小型控制系統(tǒng)的有效性。
標(biāo)簽: 超聲波 電機(jī) 控制驅(qū)動(dòng)
上傳時(shí)間: 2013-07-18
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直流偏磁是變壓器的一種非正常工作狀態(tài),是指在變壓器的勵(lì)磁電流中出現(xiàn)了直流分量。在直流輸電系統(tǒng)中,由于換流站的工作特性,有直流電流分量流過(guò)換流變壓器的繞組,產(chǎn)生直流偏磁現(xiàn)象,這一現(xiàn)象將對(duì)換流變壓器的正常運(yùn)行產(chǎn)生不利的影響,如勵(lì)磁電流發(fā)生畸變、變壓器鐵心損耗增加及鐵心高度飽和引起的漏磁通增加。因此,從電磁場(chǎng)的角度分析這一現(xiàn)象是必要的。 由于鐵磁材料的非線(xiàn)性,不能應(yīng)用疊加原理分析直流偏磁時(shí)的勵(lì)磁情況。為此,本文應(yīng)用了二維瞬態(tài)場(chǎng)路直接耦合有限元法,借助大型有限元分析軟件Ansoft,定量分析了在不同等級(jí)直流偏磁電流作用下,換流變壓器空載運(yùn)行狀態(tài)下的勵(lì)磁電流波形情況,結(jié)果表明,直流偏磁使鐵心中的磁通密度發(fā)生偏移,對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電流波形呈現(xiàn)正負(fù)半波極不對(duì)稱(chēng)的形狀,并且直流偏磁量越大勵(lì)磁電流的畸變?cè)絿?yán)重。 在求出直流偏磁量與勵(lì)磁電流峰值關(guān)系的基礎(chǔ)上,應(yīng)用一種基于鐵心空載損耗數(shù)據(jù)的方法,定量分析了在不同等級(jí)直流偏磁電流作用下,換流變壓器鐵心損耗情況,結(jié)果表明,隨著直流偏磁電流的增加,鐵心損耗也會(huì)隨之增加,這會(huì)導(dǎo)致鐵心溫升上升,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致鐵心局部過(guò)熱,影響變壓器的正常運(yùn)行。 在漏磁場(chǎng)分析中,討論了變壓器漏磁場(chǎng)的類(lèi)型和作用,經(jīng)過(guò)合理簡(jiǎn)化,建立了換流變壓器二維漏磁場(chǎng)計(jì)算模型,應(yīng)用二維瞬態(tài)場(chǎng)路直接耦合有限元法,分析了不同等級(jí)直流偏磁電流作用下,換流變壓器漏磁場(chǎng)分布情況,結(jié)果表明,隨著直流偏磁量的增加,不同位置處漏磁場(chǎng)分量的變化規(guī)律基本不變,但漏磁在增加,且不同位置漏磁分量增加的速率不同。
上傳時(shí)間: 2013-06-25
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隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展和推廣應(yīng)用,利用計(jì)算機(jī)仿真對(duì)電力電子電路進(jìn)行分析和研究得到了日益廣泛的重視。盡管目前一些仿真軟件都有比較強(qiáng)大的功能,可以利用它們來(lái)完成某些電力電子裝置的某些分析工作,但是由于器件模型的限制和電力電子裝置負(fù)載的復(fù)雜性,使得這些軟件并不能完成對(duì)于電力電子裝置所要進(jìn)行的所有分析要求,特別是當(dāng)其被用于電力電子裝置故障運(yùn)行的仿真。針對(duì)上述問(wèn)題,本論文在研究器件建模方法和裝置仿真方法的基礎(chǔ)上,運(yùn)用C++語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了一個(gè)可專(zhuān)門(mén)用于電力電子裝置仿真分析的程序。 本課題首先對(duì)于各種電力電子器件進(jìn)行建模。在對(duì)各種元器件特性深入研究的基礎(chǔ)上利用已知的電路原理和建模方法,抓住各具體電力電子器件的主要特征,建立其電路及邏輯仿真模型。由于本論文中研究的是電力電子裝置作為一個(gè)整體的特性,所以在對(duì)器件電路模型的建模過(guò)程采用高層次的電路模型,即理想開(kāi)關(guān)模型和雙極性電阻模型。器件的邏輯模型則是通過(guò)皮特里網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn),根據(jù)仿真的目的可建立不同精細(xì)程度的邏輯模型。因?yàn)槠骷壿嬆P偷慕_^(guò)程中采取的逐步細(xì)化的原則與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中自頂而下,逐步求精的思想不謀而合,所以在仿真程序中采用C++語(yǔ)言對(duì)所建立的器件模型進(jìn)行描述。 針對(duì)電力電子裝置的非線(xiàn)性,病態(tài)特性和其負(fù)載的復(fù)雜性,使用階段仿真的思想進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。確定了仿真程序的總體結(jié)構(gòu),并實(shí)現(xiàn)了程序的模塊化設(shè)計(jì)。利用通用的狀態(tài)變化檢測(cè)模塊和兼容性檢測(cè)模塊在程序中確定電路結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的精確時(shí)刻,它們獨(dú)立于具體的電路結(jié)構(gòu)。狀態(tài)方程模塊和輸出方程模塊雖然與具體的電路結(jié)構(gòu)相關(guān),但是亦可將其設(shè)計(jì)為模塊的形式,針對(duì)不同的電路結(jié)構(gòu)僅需改變模塊中對(duì)于狀態(tài)方程和輸出方程的描述。鑒于數(shù)值計(jì)算方法對(duì)于仿真結(jié)果的重要性,本論文中討論了幾種數(shù)值積分方法的特點(diǎn)及適用范圍,并在程序用編寫(xiě)了幾種常用的算法,以供用戶(hù)選擇。通過(guò)對(duì)于瓦格納斬波器、三相全控整流橋和三相半控整流橋的仿真驗(yàn)證仿真程序的正確性和實(shí)用性。
上傳時(shí)間: 2013-07-16
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LED顯示屏自問(wèn)世以來(lái)經(jīng)歷了飛速發(fā)展,如今已經(jīng)成為了平板顯示器的一個(gè)重要產(chǎn)品。LED顯示屏具有亮度高、功耗小、顏色鮮艷等特點(diǎn),能完成實(shí)時(shí)性、多樣性、動(dòng)態(tài)性的信息發(fā)布任務(wù),勝任各種戶(hù)外公共場(chǎng)合。高效節(jié)能和保護(hù)環(huán)境已成為當(dāng)今世界發(fā)展的重要議題。因此,為L(zhǎng)ED顯示屏提供高效節(jié)能的電源及其驅(qū)動(dòng)技術(shù),就成為了LED大屏幕顯示技術(shù)得到推廣普及的關(guān)鍵性問(wèn)題。 本文設(shè)計(jì)了一種低功耗、小成本的LED顯示屏驅(qū)動(dòng)電源,并在此基礎(chǔ)上研究了LED顯示屏的一種時(shí)序掃描算法。采用半橋式開(kāi)關(guān)電源作為L(zhǎng)ED顯示屏驅(qū)動(dòng)電源的基本拓?fù)洌瓿闪薊MI濾波器、主電路和控制驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)工作:利用FPGA和VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)了基于PWM技術(shù)的閉環(huán)反饋控制,實(shí)現(xiàn)了恒壓電源的基本要求;并在電源輸出整流側(cè)采用同步整流的設(shè)計(jì)方案,利用低導(dǎo)通阻抗的電力MOSFET,使整流損耗得到了大大降低。研究了LED顯示屏的基本掃描算法,介紹了LED顯示屏的一些基本常識(shí)和概念,利用FPGA和VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)易的LED顯示陣列。仿真和實(shí)驗(yàn)研究表明該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便,掃描算法簡(jiǎn)易可行,滿(mǎn)足了LED顯示屏?xí)r序掃描控制的基本要求。
標(biāo)簽: LED 顯示屏 驅(qū)動(dòng)
上傳時(shí)間: 2013-06-23
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隨著環(huán)境污染的惡化和能源危機(jī)問(wèn)題的凸現(xiàn),低污染、高節(jié)能的電動(dòng)汽車(chē)的研究和應(yīng)用成為當(dāng)今汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。作為電動(dòng)汽車(chē)所必須的輔助設(shè)備—充電電源,其安全性、高效性及便攜性是影響電動(dòng)汽車(chē)廣泛推廣的關(guān)鍵因素。因此,發(fā)展高效可靠的充電電源已成為電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的重點(diǎn)研究方向之一。本論文以移相全橋直流變換器為基礎(chǔ),系統(tǒng)研究了移相全橋變換器控制策略和電路拓?fù)渲械闹匾獑?wèn)題,研制一套適用于電動(dòng)汽車(chē)的充電電源。論文的主要研究工作包括: 介紹電動(dòng)汽車(chē)充電電源的充電方式以及軟開(kāi)關(guān)全橋技術(shù),并對(duì)蓄電池的各種充電方式進(jìn)行比較。 分析了移相全橋直流變換器的基本原理,對(duì)現(xiàn)今的幾種零電壓零電流(ZVZCS)移相全橋變換的主電路拓?fù)浔容^,選擇一種具有副邊簡(jiǎn)單輔助電路的移相全橋作為主電路拓?fù)洌Y(jié)合所需電源的具體參數(shù),對(duì)主電路拓?fù)涓髟M(jìn)行設(shè)計(jì),對(duì)主電路的工作過(guò)程分析,建立了其等效電路小信號(hào)模型。利用MATLAB中的SIMULINK仿真模塊對(duì)主電路進(jìn)行仿真,證明了主電路參數(shù)設(shè)計(jì)的合理性。 設(shè)計(jì)了以DSP為控制核心的電源系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)移相全橋控制、輸出電流電壓調(diào)制和過(guò)流過(guò)壓保護(hù)等功能,采用中斷功能實(shí)現(xiàn)移相PWM脈沖的軟件生成方法,給出了系統(tǒng)主程序、中斷服務(wù)程序、鍵盤(pán)及LCD顯示的程序流程圖。 最后給出樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析。結(jié)果表明,在任何負(fù)載下,超前臂能夠較好的實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)關(guān),在小于半載的情況下,滯后臂能夠較好實(shí)現(xiàn)零電流開(kāi)關(guān)。
標(biāo)簽: ZVZCS 變換 電動(dòng)汽車(chē)充電
上傳時(shí)間: 2013-05-29
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隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展,受其影響的儀器行業(yè)也發(fā)生了巨大的變革,即儀器的手動(dòng)操作使用改為計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)測(cè)試。隨著自動(dòng)測(cè)試技術(shù)和程控儀器的發(fā)展,除了要求物理硬件接口標(biāo)準(zhǔn)化外,也要求軟件控制標(biāo)準(zhǔn)化。 硬件方面,從20世紀(jì)50代自動(dòng)測(cè)試概念建立起,經(jīng)過(guò)初期專(zhuān)用接口、半專(zhuān)用接口到20世紀(jì)80年代中期才普及推廣開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)接口總線(xiàn),如RS232串行通信接口總線(xiàn)、GPIB通用接口總線(xiàn)、PXI計(jì)算機(jī)外圍儀器系統(tǒng)總線(xiàn)、VXI塊式儀器系統(tǒng)總線(xiàn)等。 軟件方面,1987年6月頒布的IEEE488.2(程控儀器消息交換協(xié)議)標(biāo)準(zhǔn)首先解決了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面的問(wèn)題,但仍將大量的器件語(yǔ)義留給設(shè)計(jì)者自由定義。1990年4月,國(guó)際上九家儀器公司在IEEE488.2基礎(chǔ)上提出了SCPI(Standard Commands for Programmable Instruments程控儀器標(biāo)準(zhǔn)命令),才使程控儀器器件數(shù)據(jù)和命令得到標(biāo)準(zhǔn)化。SCPI的總目標(biāo)是縮短自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)程序開(kāi)發(fā)時(shí)間,保護(hù)儀器制造者和使用者雙方的硬、軟件投資,為儀器控制和數(shù)據(jù)利用提供廣泛兼容的編碼環(huán)境。 儀器接收到SCPI消息后進(jìn)行響應(yīng):接收字符串消息、詞法分析、語(yǔ)法分析、中間代碼生成、優(yōu)化和目標(biāo)代碼生成,語(yǔ)法分析模塊的性能直接影響到程控執(zhí)行效率。為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化儀器內(nèi)語(yǔ)法分析模塊、提高程控執(zhí)行效率,本課題提出了在接口電路中加入解析模塊的思想,可將控制器發(fā)送到儀器的SCPI消息即復(fù)雜的ASCII碼字符串轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單的二進(jìn)制代碼。采用此解析模塊將大大簡(jiǎn)化儀器設(shè)計(jì)者的軟件工作,既能實(shí)現(xiàn)儀器語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)化又能提高儀器對(duì)遠(yuǎn)程 控制的響應(yīng)速度,這在研究實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的自制儀器時(shí)將是很有用的。 儀器接口有很多種,本課題主要討論了RS232和GPIB兩種接口。本設(shè)計(jì)中儀器接口板是獨(dú)立于儀器的,與儀器單獨(dú)使用微處理器,若要與儀器連接實(shí)現(xiàn)通信只需在兩微處理器之間進(jìn)行通信即可,這樣做的目的是:一方面可以不影響儀器的設(shè)計(jì)和操作,一方面可以實(shí)現(xiàn)接口板的通用性和儀器的可換性。針對(duì)于RS232接口為一簡(jiǎn)單接口,我先將工作重心放在軟件設(shè)計(jì)上,主要考慮怎樣把復(fù)雜的ASCII碼字符串解析為簡(jiǎn)單的二進(jìn)制代碼。針對(duì)于GPIB接口,軟件設(shè)計(jì)的主要部分已完成,再把工作重心放在硬件設(shè)計(jì)上,采用性?xún)r(jià)比更高的CPID實(shí)現(xiàn)GPIB接口芯片NAT9914。為了觀(guān)察解析結(jié)果還加入了LCD顯示。本設(shè)計(jì)在開(kāi)發(fā)通用的、低價(jià)的儀器接口板方面做了一個(gè)有益的嘗試,為進(jìn)一步的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)研究打下了基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞:儀器;SCPI;RS232接口;GPIB接口;CPLD
標(biāo)簽: SCPI 儀器接口 模塊設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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21世紀(jì),人類(lèi)面臨著實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大挑戰(zhàn),能源問(wèn)題越來(lái)越突出,太陽(yáng)能等可再生能源逐漸成為人類(lèi)關(guān)注的焦點(diǎn)。時(shí)至今日,人類(lèi)對(duì)光伏系統(tǒng)的研究越來(lái)越深入廣泛,但在光伏系統(tǒng)的研發(fā)過(guò)程中,太陽(yáng)能電池由于受日照強(qiáng)度、環(huán)境溫度影響較大,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)成本過(guò)高,研發(fā)周期變長(zhǎng)。太陽(yáng)能電池陣列模擬器便能較好地解決這一問(wèn)題。 @@ 本文首先對(duì)比了模擬式太陽(yáng)能電池模擬器和數(shù)字式太陽(yáng)能電池模擬器的優(yōu)缺點(diǎn),選取了數(shù)字式太陽(yáng)能電池陣列模擬器作為研究對(duì)象,并對(duì)研究太陽(yáng)能電池陣列模擬器的實(shí)際意義作了闡述。隨后描述了太陽(yáng)能電池的輸出特性,討論了適合工程計(jì)算的太陽(yáng)能電池陣列數(shù)學(xué)物理模型。 @@ 本文研究的太陽(yáng)能電池陣列模擬器由功率電路和控制電路兩部分組成。功率電路選取了半橋型DC/DC電路作為主電路拓?fù)洌瑢?duì)其工作過(guò)程進(jìn)行了分析,并對(duì)各部分電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)。然后設(shè)計(jì)了電壓電流雙閉環(huán)調(diào)節(jié)器,在此基礎(chǔ)之上用PSIM仿真軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能電池陣列模擬器進(jìn)行了仿真,包括靜態(tài)工作點(diǎn)的仿真以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度的仿真,通過(guò)仿真驗(yàn)證了模擬器能夠達(dá)到所要求指標(biāo)。 @@ 控制電路板是整個(gè)模擬器的核心控制部分,通過(guò)控制運(yùn)算提供輸出電壓的參考值,進(jìn)而提供控制功率管開(kāi)通關(guān)斷的PWM信號(hào)。本文選取了microchip公司的dsPIC30F2023作為主控制芯片,分析了該型號(hào)微處理芯片的性能特點(diǎn),介紹了模擬信號(hào)采樣電路、232通訊電路、人機(jī)交互界面電路等外圍電路的硬件設(shè)計(jì),調(diào)節(jié)器采用了數(shù)字PID控制。 @@ 在MPLAB集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中進(jìn)行了軟件方案的設(shè)計(jì),主要包括主程序、生成PWM程序、AD采樣、故障處理、人機(jī)交互程序等,介紹了各個(gè)模塊的程序流程。 @@ 軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后,最終實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能電池陣列模擬器,可以為光伏系統(tǒng)的研究提供一個(gè)良好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。 @@關(guān)鍵詞:太陽(yáng)能電池陣列模擬器;半橋型DC/DC變換器;dsPIC30F2023
標(biāo)簽: 太陽(yáng)能電池 陣列 模擬
上傳時(shí)間: 2013-07-28
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數(shù)字技術(shù)、電力電子技術(shù)以及控制論的進(jìn)步推動(dòng)弧焊電源從模擬階段發(fā)展到數(shù)字階段。數(shù)字化逆變弧焊電源不僅可靠性高、控制精度高而且容易大規(guī)模集成、方便升級(jí),成為焊機(jī)的發(fā)展方向,推動(dòng)了焊接產(chǎn)業(yè)的巨大發(fā)展。針對(duì)傳統(tǒng)的埋弧焊電源存在的體積大、控制電路復(fù)雜、可靠性差等問(wèn)題,本文提出了雙逆變結(jié)構(gòu)的焊機(jī)主電路實(shí)現(xiàn)方法和基于“MCU+DSP”的數(shù)字化埋弧焊控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。 本文詳細(xì)介紹了埋弧焊的特點(diǎn)和應(yīng)用,從主電源、控制系統(tǒng)兩個(gè)方面闡述了數(shù)字化逆變電源的發(fā)展歷程,對(duì)數(shù)字化交流方波埋弧焊的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了深入探討,設(shè)計(jì)了雙逆變結(jié)構(gòu)的數(shù)字化焊接系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的交流方波輸出。 根據(jù)埋弧焊的電弧特點(diǎn)和交流方波的輸出特性,本文采用雙逆變結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)焊機(jī)主電路,一次逆變電路選用改進(jìn)的相移諧振軟開(kāi)關(guān),二次逆變電路選用半橋拓?fù)湫问剑⒀芯苛藘纱文孀冞^(guò)程的原理和控制方式,進(jìn)行了相關(guān)參數(shù)計(jì)算。根據(jù)主電路電路的設(shè)計(jì)要求,電流型PWM控制芯片UC3846用于一次逆變電路的控制并抑制變壓器偏磁,選擇集成驅(qū)動(dòng)芯片EXB841作為二次逆變電路的驅(qū)動(dòng)。 本課題基于“MCU+DSP”的雙機(jī)主控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)焊接電源的控制。其中主控板單片機(jī)ATmega64L主要負(fù)責(zé)送絲機(jī)和行走小車(chē)的速度反饋及閉環(huán)PI運(yùn)算、電機(jī)PWM斬波控制以及過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)熱等保護(hù)電路的控制。DSP芯片MC56F8323則主要負(fù)責(zé)焊接電流、焊接電壓的反饋和閉環(huán)PI運(yùn)算以及控制焊接時(shí)序,以確保良好的電源外特性輸出。外部控制箱通過(guò)按鍵、旋轉(zhuǎn)編碼器進(jìn)行焊接參數(shù)和焊接狀態(tài)的給定,預(yù)置和顯示各種焊接參數(shù),快速檢測(cè)焊機(jī)狀態(tài)并加以保護(hù)。 主控板芯片之間通過(guò)SPI通訊,外部控制箱和主控板之間則通過(guò)RS—485協(xié)議交換數(shù)據(jù)。通過(guò)軟件設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)焊接參數(shù)的PI調(diào)節(jié),精確控制了焊接過(guò)程,并進(jìn)行了抗干擾設(shè)計(jì),解決了影響數(shù)字化埋弧焊電源穩(wěn)定運(yùn)行的電磁兼容問(wèn)題。 系統(tǒng)分析了交流方波參數(shù)的變化對(duì)焊接效果的影響,通過(guò)對(duì)焊接電流、焊接電壓的波形分析,證明了本課題設(shè)計(jì)的埋弧焊電源能夠精確控制引弧、焊接、 收弧等焊接時(shí)序,并可以有效抑制功率開(kāi)關(guān)器件的過(guò)流和變壓器的偏磁問(wèn)題,取得了良好的焊接效果。 最后,對(duì)數(shù)字化交流方波埋弧焊的控制系統(tǒng)和焊接試驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié),分析了系統(tǒng)存在的問(wèn)題和不足,并指出了新的研究方向。 關(guān)鍵詞:埋弧焊;交流方波;數(shù)字化;逆變;軟開(kāi)關(guān)技術(shù)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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由于傳統(tǒng)供電系統(tǒng)的固有缺陷,當(dāng)單臺(tái)電源供電時(shí),一旦發(fā)生故障可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓,造成不可估計(jì)的損失。逆變電源并聯(lián)技術(shù)是提高逆變電源運(yùn)行可靠性和擴(kuò)大供電容量的重要手段。并聯(lián)技術(shù)可以提高逆變電源的通用性和靈活性,使系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、組合更加方便,使可靠性進(jìn)一步提高。 本文主要研究逆變電源輸出的數(shù)字控制技術(shù),以及逆變電源的并聯(lián)控制策略,以改善逆變電源的輸出性能,提高逆變電源的可靠性,并為分布式發(fā)電系統(tǒng)提供最基本的單元模塊。本系統(tǒng)采用高頻逆變技術(shù),主電路前級(jí)采用BOOST升壓,后級(jí)采用半橋逆變電路,以TI公司的TMS320F2806DSP為主控核心實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的控制功能。本文主要研究?jī)?nèi)容如下: 1.首先介紹了當(dāng)前的適合逆變電源的控制策略,分析了這些控制策略的優(yōu)缺點(diǎn),介紹了當(dāng)前的適用于逆變電源并聯(lián)運(yùn)行的控制策略,并簡(jiǎn)單介紹了它們的原理; 2.介紹了逆變電源無(wú)線(xiàn)并聯(lián)的關(guān)鍵技術(shù),依據(jù)下垂并聯(lián)控制的數(shù)學(xué)模型,對(duì)并聯(lián)系統(tǒng)的功率下垂特性、功率解耦控制思想等方面進(jìn)行了詳細(xì)的分析; 3.通過(guò)對(duì)當(dāng)前逆變電源控制策略的分析、研究,對(duì)所選的逆變電源主電路進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,設(shè)計(jì)了逆變電源三閉環(huán)調(diào)節(jié)控制器,并通過(guò)Matlab仿真工具進(jìn)行仿真,驗(yàn)證了該控制策略的可行性; 4.建立了單相逆變電源無(wú)線(xiàn)并聯(lián)控制系統(tǒng)的MATLAB仿真模型,并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證分析,結(jié)果表明:該基于下垂法控制的無(wú)線(xiàn)并聯(lián)方案可以使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出有功功率、無(wú)功功率和諧波功率的良好控制; 5.采用DSP為主控芯片,設(shè)計(jì)并制作了單相無(wú)線(xiàn)并聯(lián)型逆變電源樣機(jī),給出并聯(lián)型逆變單元輸出濾波電感參數(shù)選擇的工程設(shè)計(jì)方法和原則,并對(duì)上述的三閉環(huán)控制策略進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果良好。
標(biāo)簽: 高頻逆變電源 并聯(lián)控制 策略
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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在能源枯竭與環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重的今天,新能源的開(kāi)發(fā)與利用愈來(lái)愈受到重視。太陽(yáng)能是當(dāng)前世界上最清潔、最現(xiàn)實(shí)、最有大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用前景的可再生能源之一。其中太陽(yáng)能光伏利用受到世界各國(guó)的普遍關(guān)注。而太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電是太陽(yáng)能光伏利用的主要發(fā)展趨勢(shì),必將得到快速的發(fā)展。在并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)中,逆變器是系統(tǒng)中最末一級(jí)或唯一一級(jí)能量變換裝置,其效率的高低、可靠性的好壞將直接影響整個(gè)并網(wǎng)型系統(tǒng)的性能和投資。按照不同的標(biāo)準(zhǔn)光伏并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為很多種,本文主要研究單相非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器。 文章首先概述了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展情況并分析了當(dāng)前國(guó)際金融危機(jī)對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的影響。其次,分析了當(dāng)前國(guó)際市場(chǎng)上主要的光伏逆變器產(chǎn)品的特點(diǎn),概括了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中光伏陣列的配置。隨后,本文以單相全橋拓?fù)錇槟P头治隽朔歉綦x型并網(wǎng)系統(tǒng)在采用不同的PWM調(diào)制策略下的共模電流,指出了抑制共模電流需滿(mǎn)足的條件。對(duì)于全橋和半橋拓?fù)洌治隽瞬煌臑V波方式對(duì)共模電流抑制的影響。總結(jié)了能夠抑制共模電流的實(shí)用電路拓?fù)洳⑻岢隽艘环N能夠抑制共模電流的新拓?fù)洹?duì)不同拓?fù)涞膿p耗情況在文章中進(jìn)行了比較。 對(duì)于非隔離型并網(wǎng)系統(tǒng)中的逆變器易向電網(wǎng)注入直流分量的問(wèn)題,首先分析了直流分量產(chǎn)生的原因及其導(dǎo)致變壓器產(chǎn)生的直流偏磁飽和現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上,總結(jié)了抑制直流分量的方法,指出了半橋拓?fù)淠軌蛞种浦绷鞣至俊?duì)于并網(wǎng)電流的控制,工程上通常采用比例積分控制器,而比例積分控制器在理論上無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差控制,因此,本文對(duì)能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)靜差控制的比例諧振控制器進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。最后,在非隔離型1.5kW實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上對(duì)共模電流和直流分量的抑制方法進(jìn)行了驗(yàn)證。
標(biāo)簽: 單相 光伏并網(wǎng) 非隔離型
上傳時(shí)間: 2013-07-30
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