本文利用Maxwell 3D軟件對交流接觸器的電磁機構的靜態、動態特性進行分析與仿真。Maxwell 3D是美國的Ansoft公司開發的專門用于三維電磁場仿真的軟件。本文主要以CJ20-25交流接觸器的電磁機構為例,對不同激勵下交流接觸器電磁機構的靜態特性進行分析;編寫電磁機構動態仿真程序,對其進行動態仿真,并進一步分析其動態特性;同時對電磁機構的設計參數對交流接觸器特性的影響進行了分析。主要為以下幾個方面: 首先,利用Maxwell 3D軟件建立交流接觸器電磁機構的三維有限元模型,對模型進行有限元分析,計算不同電流和氣隙下的靜態吸力,仿真電磁機構的靜態特性。繪制出交流接觸器的靜態電磁場分布及吸力特性。 其次,用Visual C++編程語言編制程序,仿真交流接觸器電磁機構運動過程。 再次,對交流接觸器電磁機構進行瞬態分析。得出CJ20-25型交流接觸器動態電流、吸力特性,并對動鐵心末速度、靜鐵心迎擊距離、動態吸力與反力特性的匹配、總動能和碰撞損失能量與合閘相角的關系特性進行了具體分析。同時,將迎擊式與非迎擊的兩種類型的交流接觸器的動態特性作了比較。 最后,利用Maxwell 3D軟件分析接觸器各個設計參數對交流接觸器電磁機構靜態吸力、動態特性的影響。 經過以上各方面的分析可知:采用Maxwell 3D軟件的強大的電磁場有限元分析功能進行電磁機構的靜態及動態特性的分析與仿真,模擬真實的工作環境,可以在樣機制作前,精確掌握電器產品的性能,減少樣機制作,降低試驗費用,加快產品開發周期,提高產品性能指標,具有實際意義。
上傳時間: 2013-07-15
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選相控制開關又稱同步開關或相控開關,其實質就是控制開關在電壓或電流的期望相位完成合閘或分閘,以主動消除開關過程所產生的涌流和過電壓等電磁暫態效應,提高開關的開斷能力。本論文以電力系統的無功補償為背景,分析了隨機投切電容器組的暫態過程所帶來的各種危害,從而提出選相投切技術;本文以真空開關選相投切電容器組為研究對象,著重介紹了電容器組選相投切技術的相關理論,給出了電容器組選相投切的控制策略,為同步開關選相控制器的設計提供了理論依據。 雙穩態永磁機構結構簡單、動作穩定可靠,其出力特性能與真空開關良好匹配,在中壓領域得到越來越廣泛的應用。相控真空開關采用三相獨立操動的雙穩態永磁機構,其操作電源為由大功率電力電子器件控制的儲能大容量電容器,通過多次的測試結果表明雙穩態永磁機能很好地滿足相控開關的要求,是相控開關的理想選擇。 IPM(智能功率模塊)作為一種新型的大功率開關器件,以其設計簡單(內置驅動和保護電路),低功耗,開關速度快等特點成為越來越多設計者的首選,得到了越來越廣泛的應用。本文討論了IPM在選相投切電容器組中的相關邏輯控制策略,光耦隔離驅動,IPM過流、過熱相關保護等內容,設計了以DSP(TMS320LF2407A)為核心的永磁機構同步控制系統,實時采集電網信號,經過FIR數字濾波提取零點,通過IPM控制大容量電容器放電來驅動永磁機構,實現斷路器在期望相位上分斷或關合以減小暫態沖擊,并保證儲能電容器的一次儲能完成一次完整的O-C-O操作。 通過相關試驗測試,表明本系統已經初步達到了設計所要達到的預期效果,為以后的研究以及同步控制控制系統的完善和優化提供了有益的經驗和參考。
上傳時間: 2013-04-24
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射頻功率放大器存在于各種現代無線通信系統的末端,所以射頻功率放大器性能的優劣直接影響到整個通信系統的性能指標。如何在兼顧效率的前提下提高功放的線性度是近年來國內外的研究熱點,在射頻功率放大器的設計過程中這是非常重要的問題。 作為發射機末端的重要模塊,射頻功率放大器的主要任務是給負載天線提供一定功率的發射信號,因此射頻功率放大器一般都工作在大信號條件下。所以設計射頻功率放大器時,器件的選型和設計方式都和一般的小信號放大器不同,尤其在寬帶射頻功率放大器的設計過程中,由于工作頻帶很寬,且要綜合考慮線性度和效率問題,所以射頻功率放大器的設計難度很大。 本文設計了一個工作頻帶為30-108MHz,增益為25dB的寬帶射頻功率放大器。由于工作頻帶較寬,輸出功率較大,線性度要求高;所以在實際的過程中采用了寬帶匹配,功率回退等技術來達到最終的設計目標。 本文首先介紹了關于射頻功率放大器的一些基礎理論,包括器件在射頻段的工作模型,使用傳輸線變壓器實現阻抗變換的基本原理,S參數等,這些是設計射頻功率放大器的基本理論依據。然后本文描述了射頻功率放大器非線性失真產生的原因,在此基礎上介紹了幾種線性化技術并做出比較。然后本文介紹了射頻功率放大器的主要技術指標并提出一種具體的設計方案,最后利用ADS軟件對設計方案進行了仿真。仿真過程包括兩個步驟,首先是進行直流仿真來確定功放管的靜態工作點,然后進行功率增益即S21的仿真并達到設計要求。
上傳時間: 2013-07-28
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混合動力汽車采用內燃機和電機作為動力源,成為解決排污和能源問題最具現實意義的途徑之一,集成一體化起動/發電機(ISG)技術是當前國際公認的未來汽車的先進技術之一,也是當代汽車發展的重要方向。論文以ISG型混合動力汽車為研究對象,進行了混合動力汽車驅動系統和動力總成控制系統等方面的研究。 本文系統地分析了串聯式、并聯式以及混聯式混和動力汽車動力總成構型的優缺點,介紹了ISG型混合動力汽車結構及主要特點的基礎上,首先通過對各總成選型分析,選擇了發動機、電機、電池等部件,接著根據性能指標,確定了發動機、電機、電池等部件參數匹配。 動力總成控制系統作為HEV控制系統的關鍵,主要負責對行駛需求功率的合理分配,保證HEV高效運行,使發動機燃油消耗和排放達到最優。動力總成控制系統的硬件采用了TMS320F2812芯片,由于它功能強大,I/O資源豐富,并且支持廣泛用于汽車電控的CAN通訊,因此,非常適合于混合動力汽車的實時控制。本文研究了動力總成控制系統的總體結構,以TMS320F2812型DSP為核心,組建了混合動力總成控制系統的硬件系統。在充分利用DSP內部模塊的基礎上對它的外部總線進行擴展。并設計了電源模塊、A/O模塊、IO模塊、CAN總線模塊和串口通訊模塊。在模塊化設計方式基礎上建立了混合動力控制策略的軟件設計。 為了證明設計方案的可行性和DSP總成控制系統的控制性能,在MATIAB/Simulink環境下,以hdvisor為仿真平臺,依據系統的結構、控制策略,對相關模塊進行修改,建立了ISG型混合動力汽車整車的仿真模型。利用建立的模型,在Advisor仿真軟件中輸人仿真參數,設置仿真性能,汽車動力性、經濟性以及一些重要性能曲線的仿真結果。與同樣參數設置的傳統燃油汽車仿真結果進行比較表明,油耗和排放都得到了很好的降低。
上傳時間: 2013-07-08
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隨著電力電子技術的發展,開關電源的小型化、高頻化成為趨勢,其中各個部分工作時的電磁干擾問題也越來越嚴重,因此開關電源的電磁兼容性也越來越引起人們的重視。目前,軟開關技術因其能減少開關損耗和提高效率,在開關電源中應用越來越廣泛。本文的主要目的是針對開關電源中的電磁干擾進行分析,研究軟開關技術對電磁干擾的影響,并且提出一種抑制共模干擾的濾波方法。 本文首先介紹了電磁兼容的定義、開關電源EMI的特點,論述了開關電源中EMI的研究現狀。從電磁干擾的三要素出發,介紹了開關電源中電磁干擾的干擾源和干擾的耦合通路。分析了電感、電容、高頻變壓器等器件的高頻特性,并介紹了線性阻抗穩定系統(LISN)的定義和作用。在了解了軟開關基本概念的基礎上,本文以全橋變換器為對象,介紹了移相全橋ZVS的工作原理,分析了它在實現過程中對共模干擾的影響,并在考慮IGBT寄生電容的情況下,對其共模干擾通道進行了分析。然后以UC3875為核心,設計了移相全橋ZVS的控制電路和主電路,實現了軟開關。為了對共模干擾進行抑制,本文提出了一種新型的有源和無源相結合的EMI濾波器,即無源部分采用匹配網絡法,將阻抗失配的影響降到最低;有源部分采用前饋控制,對共模電流進行補償。 針對以上提出的問題,本文通過Saber軟件對移相全橋ZVS進行了仿真,并和硬開關條件下的傳導干擾進行了比較,得出了在高頻段,ZVS的共模干擾小于硬開關,在較低頻段改善不大,甚至更加嚴重,而差模干擾有較大衰減的結論。通過對混合濾波器進行仿真,取得了良好的濾波效果,和傳統的無源EMI濾波器相比,在體積和重量上都有一定優勢。
上傳時間: 2013-05-28
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在能源枯竭環境污染日益嚴重的今天,光伏發電結合其自身的特點,日益得到各國的重視并將成為各國競向發展的熱點。而光伏并網發電又是光伏利用中的發展趨勢,基于此,本文對單相并網發電系統進行了研究,并設計了一臺1.5KW的單相光伏并網裝置。在對主電路拓撲、MPPT、防孤島效應、逆變并網控制方法詳細分析的基礎上,選用了一種雙重BOOST前級電壓匹配、后級全橋逆變的非隔離型的主電路拓撲結構,這種結構具有前級DC/DC變換控制簡單、中間直流母線電壓波動小、效率高、體積小等優點。MPPT采用后級實現方式;防孤島效應采用有被動和主動兩種方式;逆變并網控制是光伏并網發電系統中最為重要的環節,其功能作用是把前級的直流電轉化為與電網電壓同頻同相的交流電與電網并聯,并使其輸出電流為單位功率因數、總諧波畸變率小于5%,本文對各種逆變并網控制策略分析比較的基礎上,采用了帶有電網電壓前饋補償的瞬時電流控制方式來實現。系統整體以UC3875和TMS320LF2812為控制核心,前級有UC3875進行雙環控制直流母線電壓,后級最大功率跟蹤、防孤島效應、逆變并網、并聯通訊及故障保護有TMS320LF2812來實現。本文總體工作包括詳細的理論分析、主電路設計、軟件及硬件電路的設計、調試及實驗波形分析等。
上傳時間: 2013-04-24
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社會發展對內燃機車柴油機安全、節能、低污染等方面提出了更高的要求,傳統的機械式控制已很難滿足這些新要求。對機車柴油機采用電子控制技術成為當前提高柴油機乃至整車性能的一種有效方法。柴油機電子控制技術包含的范圍很廣,其中標定技術決定了電控系統中最佳控制參數的獲取,從而影響著柴油機的工作性能,而噴油泵特性的標定是標定眾多內容中首先要解決的問題,因此本文將機車柴油機電控系統中的油量特性標定作為研究重點,首先對電控單體泵的組成和原理進行了分析,確定了其作為機車應用的合理性;其次完成了電子燃油噴射控制單元的設計,并對其實驗方法進行了研究。 噴油泵在匹配任何一種類型柴油機之前,其數學模型和控制特性應該基本確定,能不能使得被匹配的柴油機性能達到最佳水平,將取決于能否通過有效的標定方法來獲得準確的噴油控制參數。本文在電子控制單元基本功能完成的基礎上,充分利用現場總線技術的優勢,在實現物理層和數據鏈路層接口的同時,針對標定應用進行了擴展,制訂出一套完整的通信協議,并開發出上位機標定軟件,使得電子控制單元與上位機之間建立起了良好的通信平臺。標定系統的建立同時為機車故障診斷技術帶來了新思路,本文提出了一種基于分布式機車控制網絡的故障診斷策略,多個智能化節點可以共同來完成復雜的故障診斷操作,性能完備的網絡構成和通訊協議使得大量故障信息的交互顯得有條不紊。這種思路,對電控系統乃至整車的故障診斷技術的發展產生著深遠的影響。 方案的確定,軟硬件的設計,實驗方法的分析,都必須結合真正的臺架實驗,在實驗過程中不斷的改進。本文最后,介紹了在機車廠單體泵試驗臺上進行的電磁閥驅動和油泵特性標定實驗,從中獲得了機車柴油機電控系統研究的寶貴經驗,為后期的柴油機匹配實驗打下了堅實的基礎。
上傳時間: 2013-04-24
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太陽能資源具有可持續發展和綠色能源兩大優勢,太陽能發電作為一種太陽能資源的利用方式正逐漸受到各國重視,其中,光伏并網發電系統最具理論意義和實用價值。并網逆變器是光伏并網發電系統的關鍵環節,其硬件研制和控制算法研究是光伏并網領域的熱點課題。本論文在充分研究近年來光伏發電領域重要研究成果的基礎上,設計了一個5kW的三相光伏并網逆變器,并在硬件設計、控制算法研究和仿真方面進行了深入探討。 該三相光伏并網逆變器由前級的DC-DC直流變換電路和后級的DC-AC三相并網逆變電路組成。其中,DC-DC電路采用多支路并聯結構,各支路均采用獨立的最大功率點跟蹤控制,解決了各支路間功率不匹配問題,可應用于光伏與建筑一體化系統中;DC-AC電路采用三相PWM整流器電路結構和空間電壓矢量控制方法,提高了直流電壓利用率,減小了注入電網的諧波。本文在分析三相光伏并網逆變器電路工作原理和控制算法的基礎上,采用計算機仿真驗證了控制算法的可行性,并討論了在不同電壓范圍內,三相光伏并網逆變器的工作特點及相應控制算法。 本文從檢測與保護電路設計,電源電路設計,主電路參數選擇等方面討論了該逆變器的硬件設計方法,并進行仿真、調試,驗證了模擬電路設計的正確性,為類似結構的光伏并網逆變器提供了硬件設計參考。
上傳時間: 2013-05-18
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本文以異步電機參數離線自整定及參數在線辨識為對象,從理論分析,算法提出,仿真證明和實驗驗證四部分進行了深入研究。 異步電機參數離線自整定及參數在線辨識技術的研究,為異步電機控制性能的不斷提高提供了保障,以使更好,更精確的控制方式能夠應用到工程實際中去。 由于在工程中使用的電機和變頻器不一定能夠匹配,而需要在電機運行之前由專業的工程師對變頻器作重新設置,此過程復雜,耽誤時間而且需要專業人員操作。 本文提出一套異步電機參數離線自整定算法,使用C語言編程,并在一臺2.2KW電機的硬件實驗平臺上驗證了該算法,實現了電機在運行之前,變頻器自動測試出電機的基本參數,為矢量控制等控制方式提供所需要的電機參數。 電機在運行過程中,由于溫度等因素的影響,電機的參數會發生變化,影響電機運行的穩定性,所以要對電機參數做在線辨識。本文對異步電機參數在線辨識作了理論分析和方法總結,為下一步工作打下基礎。 算法的實現需要相應的硬件實驗平臺,本文對硬件實驗平臺作了詳細介紹,包括主電路的設計、IGBT的驅動保護電路設計、DSP數字控制器的設計。 本文還對文中提出的實驗方法作了MATLAB/Simulink仿真,驗證了該方法的可行性,對實驗有指導意義。
上傳時間: 2013-04-24
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本課題為電流型高電壓隔離電源,它是基于交流電流母線的分布式系統,能夠整定短路電流,適應高電壓工作環境的隔離電源。本論文介紹了該課題的應用場合,簡要介紹了分布式系統的種類及各自優勢,以及已有的電流型副邊穩壓電路相關的研究成果,并在此基礎上提出了本課題的研究目標。 本篇論文主要針對課題方案的三個方面進行論述,分別闡述如下: 一,母線電流產生系統與電流型副邊開關電路的匹配問題,包括各部分電路的功能介紹、電流型副邊開關電路的小信號等效電路的建模、高電壓隔離變壓器及磁元件的選擇; 二,模塊體積小型化有利于高壓部件的設計安裝和EMS防護。為了省去體積較大的輔助電源部分,本課題采用了副邊電路自供電的方式。在低壓自供電方式下,利用比較器、TLA31等器件產生多路同步三角波以及開關驅動PWM脈沖。對自供電方式下的三角波振蕩器進行比較,并對三角波振蕩器電路模塊進行了建模以及系統反饋補償; 三,在本方案中實現了電流源拓撲的同步整流技術,利用PMOS管替代續流二極管,減小了電路的損耗、散熱器的使用以及模塊的體積。 本篇論文對本課題設計的核心部分進行了比較詳細的介紹和分析,具體的參數計算方法也一一列出。最終,論文以研究目標為方向,通過一系列的改進措施,基本實現了課題要求。
上傳時間: 2013-06-24
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