永磁同步電動(dòng)機(jī)交流伺服系統(tǒng)作為交流伺服系統(tǒng)的主流,在工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛、前景廣闊。永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)作為伺服系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),其性能的優(yōu)劣在很大程度上決定了整個(gè)伺服系統(tǒng)的性能。因此,精心設(shè)計(jì)性能優(yōu)異的永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。本課題系統(tǒng)研究了永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)的本體設(shè)計(jì),包括設(shè)計(jì)方法、性能計(jì)算、有限元分析、參數(shù)計(jì)算、控制仿真、實(shí)驗(yàn)測(cè)試等。 首先,綜述和分析了永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)的研究現(xiàn)狀、存在問題和發(fā)展前景,研究了永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和方法。開發(fā)了永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)的電磁計(jì)算程序,結(jié)合有限元計(jì)算數(shù)值的校正,完成對(duì)樣機(jī)的性能計(jì)算,計(jì)算結(jié)果較為準(zhǔn)確。 接著,深入分析永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)的氣隙磁場(chǎng),得到充磁方式、極弧系數(shù)、不均勻氣隙、永磁體厚度等因素對(duì)氣隙磁場(chǎng)的影響,繪制了各因素對(duì)氣隙磁場(chǎng)基波和諧波總量影響的曲線,通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì),得到了明顯改善的正弦氣隙磁場(chǎng)。并拓展研究總結(jié)了不同永磁體形狀和尺寸對(duì)永磁直流電動(dòng)機(jī)在換向和性能上的影響,取得有實(shí)用價(jià)值的研究成果。 然后,基于Ansoft、MagNet電磁分析軟件建立了永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)的有限元分析模型,深入研究了電機(jī)的反電勢(shì)波形、穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能和齒槽轉(zhuǎn)矩,計(jì)算了直、交軸同步電抗等重要參數(shù)。建立了永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)Id=0控制的Matlab/simulink仿真模型,并進(jìn)行了仿真研究。 最后,對(duì)永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試和分析,包括反電勢(shì)波形與磁場(chǎng)波形測(cè)試、性能曲線測(cè)試、直交軸同步電抗的測(cè)量。對(duì)測(cè)試結(jié)果與設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行了比較分析,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方法的正確性。
標(biāo)簽: 永磁同步 伺服 電動(dòng)機(jī)
上傳時(shí)間: 2013-08-04
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永磁同步發(fā)電機(jī)由于一系列高效節(jié)能的優(yōu)點(diǎn),在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、航空航天、國(guó)防和日常生活中得到廣泛應(yīng)用,并且受到許多學(xué)者的關(guān)注,其研究領(lǐng)域主要涉及永磁同步發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)、精確性能分析、控制等方面。 本課題作為國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目《無(wú)刷無(wú)勵(lì)磁機(jī)諧波勵(lì)磁的混合勵(lì)磁永磁電機(jī)的研究》的課題,主要研究永磁電機(jī)的電磁場(chǎng)空載和負(fù)載計(jì)算,求出永磁電機(jī)的電壓波形和電壓調(diào)整率,為分段式轉(zhuǎn)子的混合勵(lì)磁永磁電機(jī)的研究奠定基礎(chǔ),主要做了以下工作: 首先介紹了永磁同步發(fā)電機(jī)的基本原理,包括永磁同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式和永磁同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行性能,采用傳統(tǒng)解析理論給出了電壓調(diào)整率的計(jì)算方法及外特性的計(jì)算模型;然后用有限元ANSYS對(duì)永磁同步發(fā)電機(jī)樣機(jī)進(jìn)行實(shí)體建模,經(jīng)過(guò)定義分配材料、劃分網(wǎng)格、加邊界條件和載荷、求解計(jì)算等,得到矢量磁位Az、磁場(chǎng)強(qiáng)度H、磁感應(yīng)強(qiáng)度B等結(jié)果,直觀地看出電機(jī)內(nèi)部的磁場(chǎng)分布情況。 其次根據(jù)電磁場(chǎng)計(jì)算結(jié)果,應(yīng)用齒磁通法對(duì)其進(jìn)行后處理。該方法求解轉(zhuǎn)子在一個(gè)齒距內(nèi)不同位置處的磁場(chǎng),以定子齒的磁通為計(jì)算單位,根據(jù)繞組與齒的匝鏈關(guān)系,計(jì)算出磁鏈隨時(shí)間的變化,進(jìn)而得到永磁同步發(fā)電機(jī)空、負(fù)載時(shí)電壓大小及波形。通過(guò)計(jì)算結(jié)果寫實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證了齒磁通法的正確性,為計(jì)算永磁同步發(fā)電機(jī)各種性能特性提供有力工具。 最后,基于齒磁通法對(duì)永磁同步發(fā)電機(jī)的外特性進(jìn)行了深入研究,定量分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)外特性的影響規(guī)律,提出了有效降低電壓調(diào)整率的方法的是:增加氣隙長(zhǎng)度g的同時(shí),適當(dāng)增加永磁體的磁化方向的長(zhǎng)度hm;此外,要盡量的減少每相串聯(lián)匝數(shù)N和增大導(dǎo)線面積以減小阻抗參數(shù)。通過(guò)改變電機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù),對(duì)其電磁場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算,找到永磁電機(jī)電壓調(diào)整率的變化規(guī)律,為加電勵(lì)磁的混合勵(lì)磁永磁電機(jī)做準(zhǔn)備,達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。
標(biāo)簽: 永磁同步 發(fā)電機(jī) 磁場(chǎng)分析
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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電機(jī)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和日常生活最主要的原動(dòng)力和驅(qū)動(dòng)裝置。電機(jī)一旦發(fā)生故障,會(huì)造成不同程度的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。因此研究不同場(chǎng)合、不同運(yùn)行狀態(tài)下電機(jī)故障診斷理論和相關(guān)技術(shù)具有很高的實(shí)用價(jià)值。 電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí),故障信號(hào)中往往含有大量的時(shí)變、短時(shí)突發(fā)性質(zhì)的成分。因此可以通過(guò)檢測(cè)、分析故障信號(hào),獲得電機(jī)的故障信息。傳統(tǒng)的信號(hào)分析方法,如傅立葉變換,是一種純頻域分析,缺乏空間局部性,不能滿足故障信號(hào)分析的要求。而小波分析和小波包分析法具有良好的時(shí)頻局部性,能夠?qū)⑿盘?hào)在任意頻段進(jìn)行劃分,從而使在不同頻段的各種故障特征信號(hào)更加容易被識(shí)別和提取。基于小波包分析處理非平穩(wěn)信號(hào)的優(yōu)越性,本文選用小波包分析對(duì)電機(jī)故障信號(hào)進(jìn)行分析檢測(cè)。 本文在研究了異步電機(jī)常見故障類型和診斷方法的基礎(chǔ)上,詳細(xì)分析了電機(jī)滾動(dòng)軸承異常、轉(zhuǎn)子斷條、氣隙偏心等故障原因,采用基于信號(hào)分析法中的振動(dòng)診斷法和定子電流檢測(cè)法,對(duì)電機(jī)滾動(dòng)軸承故障、轉(zhuǎn)子斷條故障進(jìn)行診斷。對(duì)于存在已知軸承故障的電機(jī),在故障狀態(tài)下采集到振動(dòng)信號(hào),利用峭度值計(jì)算和小波包分析相結(jié)合的方法,選用db3作為小波基,進(jìn)行小波包分析,對(duì)包含有故障特征頻率信息的信號(hào)進(jìn)行重構(gòu),獲得軸承故障特征頻率,根據(jù)故障特征頻率的數(shù)值和能量,確定出軸承故障的類型。應(yīng)用小波包分析和FFT相結(jié)合的方法,選用Coif5為小波包基,檢測(cè)轉(zhuǎn)子斷條故障特征頻率。在此基礎(chǔ)上,采集故障電機(jī)的振動(dòng)信號(hào)和電流信號(hào),并分別應(yīng)用上述方法進(jìn)行了仿真模擬實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明這些方法是準(zhǔn)確可行的。 論文以DSP為核心,完成了電機(jī)故障診斷系統(tǒng)的硬件電路的設(shè)計(jì),包括信號(hào)檢測(cè)電路、調(diào)理電路,A/D轉(zhuǎn)換電路等,并給出了主要的軟件流程圖。
標(biāo)簽: 異步電機(jī) 故障診斷 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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近年來(lái),隨著集成電路技術(shù)和電源管理技術(shù)的發(fā)展,低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)受到了普遍的關(guān)注,被廣泛應(yīng)用于便攜式電子產(chǎn)品如PDA、MP3播放器、數(shù)碼相機(jī)、無(wú)線電話與通信設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備和測(cè)試儀器等中,但國(guó)內(nèi)研究起步晚,市場(chǎng)大部分被國(guó)外產(chǎn)品占有,因此,開展本課題的研究具有特別重要的意義。 首先,簡(jiǎn)單闡述了課題研究的背景及意義,分析了低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)研究的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),并提出了設(shè)計(jì)的預(yù)期技術(shù)指標(biāo)。 其次,詳細(xì)分析了LDO線性穩(wěn)壓器的理論基礎(chǔ),包括其結(jié)構(gòu)、各功能模塊的作用、系統(tǒng)工作原理、性能指標(biāo)定義及設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)性能指標(biāo)之間相互矛盾的折衷考慮。 再次,設(shè)計(jì)了基于自偏置電流源的帶隙基準(zhǔn)電壓源,選取PMOS管作為系統(tǒng)的調(diào)整元件并計(jì)算出了其尺寸,設(shè)計(jì)了基于CMOS工藝的兩級(jí)誤差運(yùn)算放大器。利用HSPICE工具仿真了基準(zhǔn)電壓源和誤差運(yùn)算放大器的相關(guān)性能參數(shù)。 然后,重點(diǎn)分析了穩(wěn)壓器的穩(wěn)定性特征,指出系統(tǒng)存在的潛在不穩(wěn)定性,詳細(xì)論述了穩(wěn)定性補(bǔ)償?shù)谋匾裕容^了業(yè)界使用過(guò)的幾種穩(wěn)定性補(bǔ)償方法的不足之處,提出了一種基于電容反饋VCCS的補(bǔ)償方法,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了穩(wěn)定性的補(bǔ)償; 最后,將所設(shè)計(jì)的模塊進(jìn)行聯(lián)合,設(shè)計(jì)了一款基于CMOS工藝的LDO線性穩(wěn)壓器電路,利用HSPICE工具驗(yàn)證了其壓差電壓、靜態(tài)電流、線性調(diào)整率等性能指標(biāo),仿真結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的正確性、設(shè)計(jì)方法的可行性。
標(biāo)簽: CMOS 工藝 低壓差線性穩(wěn)壓器
上傳時(shí)間: 2013-07-08
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繞組勵(lì)磁同步電機(jī)具有功率因數(shù)可調(diào)、效率高等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)大功率場(chǎng)合獲得了廣泛應(yīng)用,因此研究和開發(fā)高性能的繞組勵(lì)磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。目前開發(fā)高性能繞組勵(lì)磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所采用的控制方案主要有兩種:一種是直接轉(zhuǎn)矩控制(DTFC);另一種是磁場(chǎng)定向矢量控制(FOC)。繞組勵(lì)磁同步電機(jī)的矢量控制策略具有控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,物理概念清晰,電流、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小,轉(zhuǎn)速響應(yīng)迅速,易實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制等優(yōu)點(diǎn)。因此,在交流傳動(dòng)領(lǐng)域中,越來(lái)越受到學(xué)者的關(guān)注。但是,無(wú)論在國(guó)內(nèi)還是國(guó)外,交直交型繞組勵(lì)磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)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(tǒng)的理論體系構(gòu)架。本文對(duì)繞組勵(lì)磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行了初步的理論探討,并進(jìn)行了詳細(xì)的實(shí)踐研究,為以后更深入、廣泛地研究此系統(tǒng),打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本論文主要研究?jī)?nèi)容如下: @@ 通過(guò)廣泛的查找文獻(xiàn),對(duì)幾種常見的同步電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了綜述,分析了同步電機(jī)變頻調(diào)速原理,在此基礎(chǔ)上,講述了無(wú)傳感器技術(shù)在同步電機(jī)中的應(yīng)用現(xiàn)狀。無(wú)傳感器技術(shù)主要有兩大類:基于基波量的檢測(cè)方法和基于外加信號(hào)的激勵(lì)法。隨后,對(duì)轉(zhuǎn)子初始位置的估計(jì)進(jìn)行了綜述,其方法有:基于電機(jī)定子鐵芯飽和效應(yīng)的轉(zhuǎn)子位置估計(jì),高頻信號(hào)注入法,基于定子繞組感應(yīng)電壓的估計(jì)法和基于相電感計(jì)算法等。繞組勵(lì)磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置估計(jì)的研究還很少。 @@ 對(duì)繞組勵(lì)磁同步電機(jī)矢量控制的理論進(jìn)行了全面深入地研究,建立起矢量控制的理論體系構(gòu)架。 @@ 首先,基于磁勢(shì)等效原理,將三相靜止交流信號(hào)等效變換為兩相旋轉(zhuǎn)直流信號(hào),將交流電機(jī)等效為直流電機(jī)進(jìn)行控制。在Clarke變換和Park變換的基礎(chǔ)上,得到凸極同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的電壓矩陣方程、功率方程和運(yùn)動(dòng)方程。根據(jù)上述方程,繪出dq軸的等值電路及矢量圖,得到狀態(tài)空間描述的dq軸數(shù)學(xué)模型。 @@ 其次,根據(jù)模型參考自適應(yīng)原理,對(duì)同步電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行估計(jì)。忽略同步電機(jī)d軸阻尼繞組的作用,取同步轉(zhuǎn)速為零,得到同步電機(jī)αβ靜止坐標(biāo)系下 的數(shù)學(xué)模型。將不含有轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速信息的方程作為參考模型,將含有轉(zhuǎn)速參數(shù)的方程作為可調(diào)模型,根據(jù)波波夫超穩(wěn)定性和正性原理,對(duì)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速進(jìn)行估計(jì)。@@ 最后,根據(jù)模型參考自適應(yīng)估計(jì)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速,設(shè)計(jì)磁通觀測(cè)器來(lái)估計(jì)轉(zhuǎn)子磁通,實(shí)現(xiàn)磁通反饋閉環(huán)控制。磁通觀測(cè)器采用降維觀測(cè)器,僅對(duì)轉(zhuǎn)子磁通分量進(jìn)行重構(gòu),并通過(guò)極點(diǎn)配置算法,合理配置觀測(cè)器的極點(diǎn),使觀測(cè)器滿足系統(tǒng)的性能指標(biāo),達(dá)到磁通觀測(cè)的目的。 @@ 新穎的空間矢量脈寬調(diào)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(duì)稱電壓與空間電壓矢量之間的關(guān)系。由三相電壓源型逆變器輸出電壓波形得到六個(gè)有效開關(guān)狀態(tài)矢量,這六個(gè)開關(guān)矢量和兩個(gè)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(zhuǎn)磁場(chǎng)。其次,根據(jù)空間電壓矢量所在的扇區(qū),選擇相鄰有效開關(guān)矢量,在伏秒平衡的法則下,計(jì)算各有效開關(guān)矢量的作用時(shí)間。并且,探討了扇區(qū)判斷和扇區(qū)過(guò)渡問題,定性分析了空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的性能。最后,根據(jù)每個(gè)扇區(qū)中開關(guān)矢量作用時(shí)間,采用軟件構(gòu)造法,在TMS320LF2407A硬件上實(shí)現(xiàn)了SVPWM。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該算法簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn),能夠有效的提高直流母線的電壓利用率,具有在低頻運(yùn)行穩(wěn)定,逆變器輸出電流正弦度好等優(yōu)點(diǎn)。 @@ 空間矢量過(guò)調(diào)制算法的研究。在上述線性調(diào)制的基礎(chǔ)上,提出一種基于電壓空間矢量的過(guò)調(diào)制方法。過(guò)調(diào)制區(qū)域根據(jù)調(diào)制度分成兩種不同的模式,分別為模式Ⅰ(0.907
上傳時(shí)間: 2013-07-25
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隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快,照明用電占人類總發(fā)電量的比重也越來(lái)越大,對(duì)電子鎮(zhèn)流器的要求也越來(lái)越高,即功率因數(shù)高低的要求更加明確,功率因數(shù)高低已成為綜合衡量整流設(shè)備的一個(gè)重要指標(biāo)。 本次課題采用功率因數(shù)控制芯片UC3854為核心,設(shè)計(jì)了一種較寬電壓輸入范圍、固定電壓輸出的250W的AC/DC變換器。對(duì)該變換器所用的有源功率因數(shù)校正(APFC)系統(tǒng)與UC3854芯片的原理和結(jié)構(gòu)做了詳細(xì)的分析與討論,介紹了UC3854的管腳排列及功能。所設(shè)計(jì)的以UC3854為核心的有源功率因數(shù)校正器能在90V~220V的寬電壓輸入范圍內(nèi)得到穩(wěn)定的380V直流電壓輸出,并使功率因數(shù)達(dá)到0.99以上。 MATLAB強(qiáng)大的信號(hào)分析處理能力對(duì)高效地設(shè)計(jì)APFC系統(tǒng)及整定各個(gè)環(huán)節(jié)的參數(shù)帶來(lái)了極大便利。本文同時(shí)也采用MATLAB設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)有源功率因數(shù)校正器的仿真,用SIMULINK已有模塊模擬了UC3854的控制過(guò)程,給出了仿真電路和波形。 本文創(chuàng)新性的將系統(tǒng)工程引入APFC電路中,將系統(tǒng)工程中的建模分析和狀態(tài)空間法應(yīng)用到此次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中,使得此次工程設(shè)計(jì)提升到了抽象的數(shù)學(xué)概念上。用數(shù)學(xué)模型可以表達(dá)出主電路的工作原理,從狀態(tài)空間法中找出了改變系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的相應(yīng)參數(shù),為此類電路的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
標(biāo)簽: 有源功率因數(shù) 校正技術(shù)
上傳時(shí)間: 2013-05-24
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作為新一代直流輸電技術(shù),基于電壓源換流器的高壓直流輸電憑借其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)取得了飛速的發(fā)展,并已在新能源發(fā)電系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、電網(wǎng)非同步互聯(lián)、無(wú)源系統(tǒng)供電、無(wú)功補(bǔ)償?shù)葓?chǎng)合得到實(shí)際工程應(yīng)用。在我國(guó),VSC-HVDC的研究尚處于起步階段。本論文著重開展了VSC-HVDC技術(shù)的數(shù)學(xué)建模和控制策略的研究。論文的主要工作和取得的創(chuàng)新性成果如下: 1.建立了系統(tǒng)標(biāo)么值模型,分析了VSC-HVDC的運(yùn)行原理和穩(wěn)態(tài)功率特性。明確了系統(tǒng)主電路參數(shù)對(duì)運(yùn)行特性的影響,在此基礎(chǔ)上提出了一種功率定義下的換流電抗、直流電壓和直流電容以及頻域下的交流濾波器參數(shù)設(shè)計(jì)方法。 2.設(shè)計(jì)了一種基于無(wú)差拍控制的VSC-HVDC直接電流離散控制器。針對(duì)控制系統(tǒng)存在的VSC電壓輸出能力限制、PI控制器積分飽和現(xiàn)象和離散采樣時(shí)間延遲問題,提出了相應(yīng)的解決方法,推導(dǎo)了其電流內(nèi)環(huán)控制器與功率外環(huán)離散控制器的設(shè)計(jì)原則。 3.推導(dǎo)了換流站網(wǎng)側(cè)與VSC交流側(cè)功率節(jié)點(diǎn)以及換流電抗與損耗電阻上的瞬時(shí)功率方程,在此基礎(chǔ)上提出了一種換流站網(wǎng)側(cè)功率節(jié)點(diǎn)控制并補(bǔ)償換流電抗與損耗電阻消耗二倍頻功率的不平衡控制策略,設(shè)計(jì)了該控制策略下的雙序矢量控制器模型。同時(shí)針對(duì)傳統(tǒng)dq軟件鎖相環(huán)在電壓不平衡時(shí)鎖相速度慢的缺點(diǎn),提出了一種基于前置相序分解的頻率自適應(yīng)dq鎖相環(huán),提高了不平衡控制算法的動(dòng)態(tài)性能與穩(wěn)態(tài)特性。 4.對(duì)VSC閥在交流電網(wǎng)低電壓故障下的過(guò)流現(xiàn)象進(jìn)行分析并提出了一種考慮正負(fù)序分量影響的指令電流限制器,保證了故障限流效果。分析比較了VSC閥電流裕度穿越法和指令電流限制器穿越法的特性,在此基礎(chǔ)上提出一種結(jié)合正負(fù)序指令電流限制器與控制模式切換的交流電網(wǎng)低電壓穿越控制方法,從而解決交流電網(wǎng)低電壓故障時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定與VSC過(guò)流問題。 5.在分析現(xiàn)有VSC-HVDC拓?fù)涞幕A(chǔ)上,從降低電力電子器件直接串聯(lián)數(shù)目、器件開關(guān)頻率和簡(jiǎn)化主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)三個(gè)方面出發(fā),將傳統(tǒng)直流輸電中常用的變壓器隔離式多模塊結(jié)構(gòu)引入VSC-HVDC系統(tǒng),并針對(duì)該模塊級(jí)聯(lián)式拓?fù)涮岢鲆环N系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制與模塊獨(dú)立運(yùn)行相結(jié)合的新型控制策略。針對(duì)該拓?fù)湎滤投苏敬嬖诘母髂K直流側(cè)電容電壓均衡問題,提出了一種基于有功分量調(diào)節(jié)的直流側(cè)電壓控制方法。
上傳時(shí)間: 2013-06-03
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Sigma-Delta A/D轉(zhuǎn)換器利用過(guò)采樣,噪聲整形和數(shù)字濾波技術(shù),有效衰減了輸出信號(hào)帶內(nèi)的量化噪聲,提高了信噪比。與傳統(tǒng)的Nyquist轉(zhuǎn)換器相比,它降低了對(duì)模擬電路性能指標(biāo)和元件精度的要求,簡(jiǎn)化了模擬電路的設(shè)計(jì),降低了生產(chǎn)成本。 本論文在對(duì)Sigma-Delta A/D轉(zhuǎn)換器原理研究的基礎(chǔ)上,基于TSMC0.18um工藝,采用1.8V工作電源,128倍的過(guò)采樣率,6.4MHz的采樣頻率,設(shè)計(jì)了一個(gè)主要應(yīng)用于音頻信號(hào)處理的Sigma-Delta A/D轉(zhuǎn)換器,分辨率達(dá)到16位。在調(diào)制器的設(shè)計(jì)中,本文采用了多級(jí)噪聲整形MASH(2-1)級(jí)聯(lián)調(diào)制器結(jié)構(gòu),同時(shí),考慮了各種非理想因素對(duì)系統(tǒng)性能的影響,在SDtoolbox工具的幫助下使用Simulink進(jìn)行調(diào)制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)。并使用Cadence Spectre對(duì)模塊電路進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真,包括運(yùn)放,比較器,帶隙基準(zhǔn)電壓源,CMOS開關(guān),非交疊時(shí)鐘產(chǎn)生電路等。在數(shù)字抽取濾波器的設(shè)計(jì)中,采用了分級(jí)抽取技術(shù),使用MATLAB軟件中的SPTool和FDATool工具對(duì)各級(jí)抽取濾波器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。并在原有的濾波器算法的基礎(chǔ)上,采用了CIC濾波器和半帶濾波器,設(shè)計(jì)出了運(yùn)算量和存儲(chǔ)量都相對(duì)少的三級(jí)抽取濾波器系統(tǒng),大大降低了功耗和面積。 論文的仿真結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的Sigma-Delta A/D轉(zhuǎn)換器信噪比達(dá)到102.3dB,滿足系統(tǒng)需要的16位精度要求。 關(guān)鍵詞:Sigma-Ddta; 信噪比; 多級(jí)噪聲整形; 數(shù)字抽取濾波器
標(biāo)簽: SigmaDelta 音頻 模數(shù)轉(zhuǎn)換器
上傳時(shí)間: 2013-06-27
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隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,對(duì)大功率、高性能的開關(guān)電源要求也越來(lái)越高。功率因數(shù)校正(PFC)技術(shù)是當(dāng)前電力電子技術(shù)研究的熱點(diǎn)問題。大多數(shù)電力電子裝置通過(guò)整流器與電網(wǎng)接口,而傳統(tǒng)的二極管或晶閘管整流裝置會(huì)產(chǎn)生大量的諧波電流,對(duì)電網(wǎng)造成污染。許多國(guó)家和國(guó)際組織相繼制定了一系列限制用電設(shè)備諧波的標(biāo)準(zhǔn)。有源功率因數(shù)校正技術(shù)能夠有效的消除整流裝置的諧波,因此具有廣泛的應(yīng)用前景。 本文首先分析了開關(guān)電源的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展要求,詳細(xì)地闡述了開關(guān)電源的基本構(gòu)成和基本組態(tài)。然后研究了ZVT-Boost軟開關(guān)PFC電路的基本結(jié)構(gòu)、基本工作原理及軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)原理,在此基礎(chǔ)上確定了主電路結(jié)構(gòu),并制定了控制系統(tǒng)方案。 鑒于功率要求,本文采用兩級(jí)PFC電路。因此對(duì)常見的DC-DC變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、原理特性進(jìn)行分析。并針對(duì)各自的變換器建立了簡(jiǎn)化模型,基于所建立的模型分析了變換器的特性,列出各變換器的優(yōu)缺點(diǎn)及在設(shè)計(jì)開關(guān)電源時(shí)的選用原則。最后,對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析。 本文根據(jù)用戶的要求研究設(shè)計(jì)了一種大功率高性能開關(guān)電源。該開關(guān)電源分為前級(jí)和后級(jí),前級(jí)為采用BOOST結(jié)構(gòu)的單相有源功率因數(shù)校正電路,后級(jí)為采用移相控制軟開關(guān)技術(shù)的全橋變換器。最后研制出了實(shí)驗(yàn)樣機(jī),并給出了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的功率因數(shù)校正電路和移相全橋軟開關(guān)變換電路的實(shí)驗(yàn)波形。
標(biāo)簽: BOOST 變換器 高功率因數(shù)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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有源電力濾波器(Active Power Filter,簡(jiǎn)稱 APF)是近年來(lái)治理電力系統(tǒng)諧波污染的非常有效的裝置。眾所周知,電力電子裝置和非線性負(fù)載的廣泛使用,使諧波電流和無(wú)功電流大量注入電網(wǎng),嚴(yán)重威脅電網(wǎng)和電氣設(shè)備的安全運(yùn)行與正常使用,并且產(chǎn)生大量的能源浪費(fèi)。隨著我國(guó)“十一五”規(guī)劃中關(guān)于建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的戰(zhàn)略方針的提出,應(yīng)用APF進(jìn)行諧波和無(wú)功治理的研究工作將會(huì)有很廣闊的應(yīng)用前景。 本文闡述了有源電力濾波器的基本原理,介紹了當(dāng)前主要的幾種APF的分類以及電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),分別對(duì)三相三線和三相四線制APF的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,建立了兩種數(shù)學(xué)模型,指出三相三線制APF在實(shí)際供電系統(tǒng)中應(yīng)用的局限性。本文介紹了三種當(dāng)前廣泛采用的電流控制方法和一種比較先進(jìn)的空間矢量控制方法。對(duì)于APF系統(tǒng)的核心--諧波檢測(cè),本文介紹了三種諧波檢測(cè)理論,著重對(duì)本文設(shè)計(jì)的APF所采用的瞬時(shí)無(wú)功功率理論進(jìn)行詳細(xì)的理論分析,在MATLAB軟件中建立一個(gè)三相四線制基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的APF系統(tǒng)仿真模型,驗(yàn)證瞬時(shí)無(wú)功功率理論的可行性。 在進(jìn)行大量理論分析和驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)一臺(tái)采用單片機(jī)和DSP雙CPU的有源電力濾波器。硬件上設(shè)計(jì)單片機(jī)的時(shí)鐘電路、仿真器接口電路;設(shè)計(jì)DSP的時(shí)鐘電路,外接存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路;設(shè)計(jì)APF系統(tǒng)的電壓周期檢測(cè)電路,電流絕對(duì)值轉(zhuǎn)換電路等等。軟件上編寫單片機(jī)的主程序和中斷程序、DSP的主程序和啟動(dòng)搬運(yùn)程序,調(diào)試并給電進(jìn)行實(shí)際測(cè)試和實(shí)驗(yàn)分析。
標(biāo)簽: 并聯(lián)型 仿真 有源電力濾波器
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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