近年來隨著能源短缺和供電設備對供電電源的性能和可靠性要求的提高,逆變電源并聯(lián)運行技術得到了大力發(fā)展。在逆變電源并聯(lián)技術中,最重要的是如何限制模塊間的環(huán)流,并使并聯(lián)模塊最終達到同步運行。傳統(tǒng)方法被證明已經(jīng)不能滿足要求,隨著DSP數(shù)字信號處理器運算速度越來越快,將DSP應用到逆變電源并聯(lián)系統(tǒng)中已經(jīng)成為一種趨勢。本文在比較了國內(nèi)外的并聯(lián)系統(tǒng)控制策略的基礎上,提出了將工業(yè)自動化領域熱門的現(xiàn)場CAN總線技術引用到系統(tǒng)中,實現(xiàn)了真正的分布式控制和并聯(lián)逆變電源系統(tǒng)的智能化,提高了實際運行中系統(tǒng)的可靠性。在研究和分析了單臺三相逆變電源的數(shù)學模型的基礎上,設計了基于SVPWM調(diào)制和電壓閉環(huán)反饋控制的三相逆變電源,作為并聯(lián)系統(tǒng)的基礎。在并聯(lián)運行技術的研究中,重點分析了并聯(lián)系統(tǒng)的環(huán)流特性,電壓特性和功率特性,提出了一種基于CAN總線的功率均分控制策略。仿真結(jié)果證明,這種方法對于環(huán)流的抑制和并聯(lián)模塊的同步運行是行之有效的。針對并聯(lián)逆變電源系統(tǒng),本文設計了CAN總線的接口電路和相應的通信模塊,并在DSP上實現(xiàn),確保了在并聯(lián)運行過程中數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院蛯崟r性。最后在TMS320LF2407平臺上,給出了逆變器控制和并聯(lián)相關的硬件電路和軟件流程圖,并用MATLAB對本文涉及到的關鍵算法進行了仿真分析,給出了相應的波形。
上傳時間: 2013-06-08
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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(yōu)點。而LLC諧振變換器具有原邊開關管易實現(xiàn)全負載范圍內(nèi)的ZVS,次級二極管易實現(xiàn)ZCS諧振電感和變壓器易實現(xiàn)磁性元件的集成,以及輸入電壓范圍寬等優(yōu)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(yōu)缺點進行了比較和總結(jié),并與傳統(tǒng)PWM變換器進行了對比,總結(jié)出LLC諧振變換器的主要優(yōu)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(wěn)態(tài)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(nèi)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(tǒng)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(shù)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(shù)法建模,用以指導控制環(huán)路的設計。 接著,論文對整個系統(tǒng)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(jié)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(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定調(diào)節(jié),并能實現(xiàn)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(diào)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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隨著市場經(jīng)濟和現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展,能源短缺和環(huán)境污染,已經(jīng)成為制約人類社會健康發(fā)展的兩大重要因素。新能源的開發(fā)與利用愈來愈受到重視,太陽能以其清潔環(huán)保、蘊藏豐富等優(yōu)點逐步得到了開發(fā)利用。光伏逆變電源作為太陽能利用中主要的能量變換裝置,是目前研究和發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。 本文以實際項目為背景,詳細地分析了30kVA三相光伏并網(wǎng)逆變電源的研制過程。論文的主要工作如下: 首先,概述了光伏發(fā)電的意義以及我國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及前景;介紹了本課題的來源及其主要研究的內(nèi)容;分析了三相逆變器的數(shù)學模型;總結(jié)了三相逆變器的各種抗三相不平衡的拓撲結(jié)構,從中選擇了三相四橋臂作為逆變電源的主電路結(jié)構;對四橋臂的各種抗三相不平衡控制策略進行了比較,具體分析了二維空間矢量法的原理,考慮到實際的軟硬件條件的限制,對該方法提出了進一步簡化應用的方案。 接著,根據(jù)項目指標,研制了30kVA三相光伏逆變電源樣機的主電路;采用了獨立運行時為LC結(jié)構,并網(wǎng)運行時為LCL結(jié)構的濾波模式,并總結(jié)了濾波器參數(shù)設計的步驟,給出了濾波器的相關參數(shù);獨立地設計和研制了以TMS320F2812芯片為核心的主控板,以及液晶顯示、保護、采樣、鎖相等控制電路,并總結(jié)了印制電路板設計中需要注意的事項。 隨后,介紹了DSP的編程環(huán)境:詳細地分析了顯示鍵盤程序、七段式的電壓空間矢量PWM程序以及相關的主程序和中斷程序并給出了流程圖;總結(jié)了編程注意事項;構思了光伏逆變電源并網(wǎng)運行的整個過程;具體地說明了鎖相環(huán)和捕獲單元的應用方法;概述了孤島效應的產(chǎn)生與防治。 最后,設計了獨立運行時的MATLAB仿真試驗,在閉環(huán)中采用了最大誤差控制法,取得了良好的仿真效果,并在此基礎上,進行了30kVA三相光伏并網(wǎng)逆變電源樣機的安裝,順利完成了獨立運行的調(diào)試,并給出了實驗波形。
標簽: 三相 光伏并網(wǎng) 逆變電源
上傳時間: 2013-07-02
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隨著鋰電池技術的發(fā)展和節(jié)能環(huán)保概念的普及,大容量鋰離子電池在大功率場合的應用前景也越來越廣闊,比如電動汽車、電動自行車、混合動力汽車、太陽能發(fā)電系統(tǒng)等新能源以及航空航天領域。 但是鋰離子電池組串聯(lián)使用時容量不均衡的問題大大限制其廣泛應用,加入均衡電路是有效的解決方法。尤其是對于大容量的鋰電池組,價格昂貴,更是需要有效可靠的均衡電路與均衡策略。可以說,要實現(xiàn)大容量鋰離子電池在大功率場合的廣泛應用,電池單體的有效均衡是目前的技術瓶頸之一。因此深入研究鋰離子電池組均衡電路的關鍵問題很有意義。 本文主要研究了以下幾個方面的內(nèi)容: 1.總結(jié)和比較了現(xiàn)在均衡電路的研究現(xiàn)狀,包括均衡拓撲和控制策略。 2.結(jié)合均衡電路的需要,對鋰電池的特性做了詳細的測試和深入的研究,得出了對均衡有指導意義的結(jié)論。 3.介紹了本課題所采用的鋰離子電池組均衡電路的工作原理和設計流程,并給出了具體電路和參數(shù)設計的結(jié)果。 4.基于鋰離子電池的特性,提出了新穎的過均衡加滯環(huán)控制的方案。最后,給出了實驗和仿真結(jié)果,驗證了方案的可行性。 5.基于本文的研究工作對串聯(lián)鋰離子電池的均衡做了一些總結(jié)和展望。
上傳時間: 2013-06-11
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在低功率應用領域中,為了降低成本,單級功率因數(shù)校正(PFC)技術越來越受到人們的關注。單級PFC技術是把PFC變換器和DC/DC變換器結(jié)合在一起,共用一個開關管和一套控制電路,同時提高功率因數(shù)和對輸出電壓進行快速調(diào)節(jié)。本文針對單級PFC技術進行了較詳細的分析。首先研究了基本Boost型單級PFC變換器,詳細分析了其工作原理和特性,指出在現(xiàn)有的單級PFC變換器中,必須解決兩個問題,即如何提高變換器的效率和控制中間儲能電容電壓在450V以下。同時分析了Boost型單級PFC變換器的三端和兩端拓撲結(jié)構,并討論了兩者之間的聯(lián)系。接著引用了直接功率傳遞原理(DPT),研究了一種新型的可實現(xiàn)直接功率傳遞的單級PFC變換器。詳細分析了該變換器的工作原理和特性。該變換器在引入直接功率傳遞原理的基礎上,相對于一般單級PFC變換器來說,具有更高的效率和良好的功率因數(shù)校正效果。同時可以將單級PFC變換器中間儲能電容電壓的值限制在450V以下。最后,本文用仿真分析驗證了理論的正確性,證明了這種新型的單級PFC變換器比一般的單級PFC變換器性能更優(yōu)越。
上傳時間: 2013-05-19
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高壓直流電源廣泛應用于醫(yī)用X射線機,工業(yè)靜電除塵器等設備。傳統(tǒng)的工頻高壓直流電源體積大、重量重、變換效率低、動態(tài)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(fā)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(jié)構等方面做出詳細討論,提出實現(xiàn)方案。 高壓變壓器由于匝比很大,呈現(xiàn)出較大的寄生參數(shù),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(chǎn)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(huán)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(shù)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(xù)模式(CCM)和電感電流斷續(xù)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(wěn)態(tài)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(nèi)實現(xiàn)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(jié)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(xiàn)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(tài)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(shù)進行設計,并進行仿真驗證。基于該變換器,研制出輸出電壓為66kV,功率為72kW的高頻高壓電源,實驗結(jié)果表明了方案的可行性。
上傳時間: 2013-04-24
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大功率電力電子裝置的廣泛應用使電力系統(tǒng)無功功率補償和諧波污染問題日趨嚴重,動態(tài)無功功率補償和諧波抑制成為現(xiàn)代電力傳動領域研究的熱點。傳統(tǒng)補償技術由于主控制器運算能力的限制,難以對實時信號進行有效分析,影響了補償效果。而DSP計算速度快,能夠?qū)崿F(xiàn)復雜的數(shù)字信號處理或數(shù)字實時控制。本文針對礦井直流提升機的無功補償問題,設計了一種基于DSP的TCR型動態(tài)無功補償器,以穩(wěn)定電網(wǎng)電壓、減小電壓波動,提高功率因數(shù)。 本文綜述了無功補償技術的國內(nèi)外研究概況、水平和發(fā)展趨勢,基于 MATLAB 對電力電子裝置諧波源進行了諧波分析與仿真,分析和介紹了 TCR 的無功補償原理及瞬時無功理論,確定了無功補償系統(tǒng)主電路及其控制系統(tǒng),提出了系統(tǒng)的總體方案。 本設計選用 TMS320F2812 DSP 芯片作為主處理器,設計了信號輸入、濾波放大和信號調(diào)理等 DSP 外圍硬件電路;軟件方面采用模塊化設計,編寫了軟件流程圖,給出了部分程序代碼。 本文基于MATLAB軟件對無功補償控制系統(tǒng)的補償效果進行了模擬仿真。仿真結(jié)果表明:系統(tǒng)線電壓、負載無功功率和TCR無功功率等在兩個周期內(nèi)達到穩(wěn)定,系統(tǒng)線電壓波動小于3%,系統(tǒng)線電壓和系統(tǒng)線電流中僅含有較少量的5次、7次和 11 次諧波,總諧波畸變率滿足《公用電網(wǎng)諧波》標準的要求,為在煤礦中的實際應用提供了理論基礎。
上傳時間: 2013-07-24
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本論文針對6kV/400kW三相異步電動機的中壓變頻器試驗裝置,從分析目前中壓變頻器常用的主回路拓撲入手,詳細闡述并分析了本文研究的單元串聯(lián)型中壓變頻器控制系統(tǒng)。 本文首先從理論上分析了多單元串聯(lián)型中壓變頻器脈寬控制原理。然后,把一種高性能的V/f控制方案引入中壓變頻器控制系統(tǒng)。通過矢量補償定子壓降,進行轉(zhuǎn)差補償和對電機電流進行限制控制,實現(xiàn)了具有很好的低頻性能并具有防“跳閘”等功能的V/f控制方案。 同時,本文將Siemens公司通用變頻器的時隙、連接紙的概念運用到中壓變頻器控制領域。增加了系統(tǒng)的可變性,自由性和方便性。設計了具有系統(tǒng)組態(tài)功能的模塊化軟件,其中著重對控制軟件中的幾個重要功能進行了分析討論。這些重要功能模塊有:控制字和狀態(tài)字、順序控制、V/f曲線、給定積分器、基于電壓補償?shù)妮敵鲎詣臃€(wěn)壓算法、通訊功能等。 中壓變頻器在實驗室設計為6kV/22kW試驗系統(tǒng),實際設計為6kV/400kW的變頻系統(tǒng)裝置。本文給出了實驗室調(diào)試結(jié)果及分析。實驗結(jié)果表明,該中壓變頻器能夠安全、穩(wěn)定地運行。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著二十一世紀的到來,人類進入了后PC時代。在這一階段,嵌入式技術得到了飛速發(fā)展和廣泛應用。目前,嵌入式技術及其產(chǎn)品已廣泛應用于智能家用電器、智能建筑、儀器儀表、通訊產(chǎn)品、工業(yè)控制、掌上型電腦、各種智能IC卡的應用等等。將嵌入式系統(tǒng)應用于多媒體移動終端,充分發(fā)揮了嵌入式系統(tǒng)的低功耗、集成度高、可擴充能力強等特點,可以達到集移動、語音、圖像等各種功能于一身的效果。基于以上背景,本文提出了一種基于嵌入式Linux的多媒體播放器設計方案。 本文首先詳細分析了ARM體系結(jié)構,研究了嵌入式Linux操作系統(tǒng)在ARM9微處理器的移植技術,包括交叉編譯環(huán)境的建立、引導裝載程序應用、移植嵌入式Linux內(nèi)核及建立根文件系統(tǒng),并且實現(xiàn)了嵌入式Linux到EP9315開發(fā)板的移植。 由于嵌入式系統(tǒng)本身硬件條件的限制,常用在PC機的圖形用戶界面GUI系統(tǒng)不適合在其上運行。為此,本文選擇了Qt/Embedded作為研究對象,在對其體系結(jié)構等方面進行研究基礎上,實現(xiàn)了Qt/Embedded到EP9315開發(fā)板的移植,完成了嵌入式圖形用戶界面開發(fā),使得系統(tǒng)擁有良好的操作界面。 針對現(xiàn)今MP3文件格式廣泛流行的特點,本文設計了MP3播放器。在深入研究了MP3文件編碼原理的基礎上,詳細論述了播放器的設計過程,沒有使用硬件解碼方案,采用了軟件解碼,降低了系統(tǒng)開發(fā)成本:在視頻播放方面,本文實現(xiàn)了Linux系統(tǒng)下的通用媒體播放器——Mplayer到EP9315開發(fā)板的移植。通過對音頻數(shù)據(jù)輸出的研究,解決了Mplayer播放聲音不正常的問題,實現(xiàn)了一個集音樂和視頻播放于一體的嵌入式多媒體播放系統(tǒng)。 最后,總結(jié)了論文所做的工作,指出了嵌入式多媒體播放器所需要進一步解決和完善的問題。
上傳時間: 2013-04-24
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作為性能優(yōu)異的糾錯編碼,Turbo碼自誕生以來就一直受到理論界以及工程應用界的關注。TD—SCDMA是我國擁有自主知識產(chǎn)權的3G通信標準,該標準把Turbo碼是作為前向糾錯體制,但Turbo碼的譯碼算法比較復雜并且需要多次迭代,這造成Turbo碼譯碼延時大,譯碼速度慢,因此限制了Turbo碼的實際應用。因此有必要研究如何將現(xiàn)有的Turbo碼譯碼算法進行簡化,加速,使其轉(zhuǎn)化成為適合在硬件上實現(xiàn)的算法,將實驗室的理論研究成果轉(zhuǎn)化成為硬件產(chǎn)品。 論文主要的研究內(nèi)容有以下兩點: 其一,提出信道自適應迭代譯碼方案。在事先設定最大迭代次數(shù)的情況下,自適應Turbo碼譯碼算法能夠根據(jù)信道的變化自動調(diào)整迭代次數(shù)。 仿真結(jié)果表明:該自適應迭代譯碼方案能夠根據(jù)信道的變化自動調(diào)整迭代次數(shù),在保證譯碼性能基本上沒有損失的情況下,有效減少譯碼時間,明顯提高譯碼速度。 其二,根據(jù)得到的信道自適應迭代譯碼方案,借助Xilinx公司Spartan3 FPGA硬件平臺,使用Verilog硬件描述語言,將用C/C++語言寫成的信道自適應迭代譯碼算法轉(zhuǎn)化成為硬件設計實現(xiàn),得到硬件電路,并對得到的譯碼器硬件電路進行測試。 測試結(jié)果表明:隨著信道的變化,硬件電路的譯碼速度也隨之自動變化,信噪比越高譯碼速度越快,并且硬件譯碼器性能(誤比特率)與實驗仿真基本一致。
上傳時間: 2013-05-31
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