風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)作為新能源技術(shù)應(yīng)用的重要組成部分越來(lái)越受到人們的青睞，所以將此作為新能源研究的切入點(diǎn)，進(jìn)行一些有益的嘗試和探索。 本文從太陽(yáng)能電池的光生伏打效應(yīng)入手，推導(dǎo)出太陽(yáng)能電池的U-I曲線，并以此作為最大功率跟蹤(MPPT)技術(shù)的理論基礎(chǔ)。針對(duì)小風(fēng)機(jī)的發(fā)電技術(shù)也存在的MPPT技術(shù)，文章進(jìn)行了統(tǒng)一性研究，給出了新的控制策略--變步長(zhǎng)擾動(dòng)觀察控制。為了提高系統(tǒng)的充放電效率，文章還對(duì)三段式充放電、均衡充電、溫度補(bǔ)償?shù)刃铍姵爻潆娎碚撨M(jìn)行了闡述。 根據(jù)上述理論，結(jié)合工程實(shí)際，設(shè)計(jì)了風(fēng)光互補(bǔ)控制器的電路。利用電壓霍爾和電流霍爾實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)電壓、太陽(yáng)能電池電壓、蓄電池電壓和充電電流的實(shí)時(shí)采樣，利用TMS320F2812DSP的EVA與AD模塊軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池欠壓、過(guò)壓、運(yùn)行等模式的智能充放電管理。針對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電壓波動(dòng)大的問(wèn)題，系統(tǒng)提供了硬件和軟件的風(fēng)機(jī)過(guò)速智能保護(hù)系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用MPPT的控制策略提高了整個(gè)系統(tǒng)的效率，設(shè)計(jì)提供了一套LCD顯示界面和一組LED指示燈增強(qiáng)系統(tǒng)管理的友好性。為了解決風(fēng)光互補(bǔ)控制器芯片的供電問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一套以UC3843PWM芯片為核心的反激式輔助電源。該電源用硬件實(shí)現(xiàn)了電流內(nèi)環(huán)、電壓外環(huán)的雙環(huán)控制策略，提高了系統(tǒng)供電的可靠性和穩(wěn)定性。 研制出了一臺(tái)風(fēng)光互補(bǔ)控制器樣機(jī)，進(jìn)行了有關(guān)實(shí)驗(yàn)、檢測(cè)與調(diào)試。實(shí)驗(yàn)波形和數(shù)據(jù)都顯示該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。該方案可為風(fēng)光互補(bǔ)控制器的工程設(shè)計(jì)提供一定的參考。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本文設(shè)計(jì)的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)由上位機(jī)、PLC、變頻器、壓力變送器等組成。本系統(tǒng)包含三臺(tái)水泵電動(dòng)機(jī)，采用通用變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)三相水泵電動(dòng)機(jī)組的軟啟動(dòng)和變頻調(diào)速，運(yùn)行切換采用“先開(kāi)先停”的原則。壓力變送器檢測(cè)當(dāng)前水壓信號(hào)，送入PLC與設(shè)定值經(jīng)PID比較運(yùn)算，從而控制變頻器的輸出電壓和頻率，進(jìn)而改變水泵電動(dòng)機(jī)組的轉(zhuǎn)速來(lái)改變供水量，最終保持管網(wǎng)壓力恒定在設(shè)定值附近。把模糊控制算法引入到控制系統(tǒng)中，從而改善了系統(tǒng)的靜動(dòng)態(tài)特性。 模糊控制是一種不依賴(lài)于被控過(guò)程數(shù)學(xué)模型的仿人思維的控制技術(shù)。它可以利用領(lǐng)域?qū)＜业牟僮鹘?jīng)驗(yàn)或知識(shí)建立被控系統(tǒng)的模糊規(guī)則，有較好的知識(shí)表達(dá)能力。但傳統(tǒng)的模糊控制同PID算法一樣，均為“事后調(diào)節(jié)”，因而對(duì)大遲延對(duì)象的控制效果不是很理想。預(yù)測(cè)控制的核心是不僅注意過(guò)去及現(xiàn)在的目標(biāo)值，而且注意將來(lái)的目標(biāo)值，使受控量和目標(biāo)值的偏差盡可能地小，從而提高系統(tǒng)的控制性能。預(yù)測(cè)控制和模糊控制是各自獨(dú)立發(fā)展起來(lái)的兩類(lèi)控制方法，在二者充分發(fā)展的基礎(chǔ)上，提出將預(yù)測(cè)的思想和模糊的思想結(jié)合起來(lái)，形成一種新的控制方法——模糊預(yù)測(cè)控制FPC。 本文將FPC技術(shù)應(yīng)用于供水系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出自調(diào)整修正因子模糊PID控制器，克服了傳統(tǒng)PID控制設(shè)計(jì)中的參數(shù)調(diào)整困難的問(wèn)題。模糊PID控制是在大誤差范圍內(nèi)采用模糊控制，以提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度；在小誤差范圍內(nèi)采用PID控制，引入積分控制作用以消除靜態(tài)誤差，提高控制精度。本設(shè)計(jì)通過(guò)變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)恒水壓控制，并針對(duì)系統(tǒng)的時(shí)滯特點(diǎn)采用Smith預(yù)估控制器進(jìn)行補(bǔ)償。利用Matlab對(duì)其模型進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果與傳統(tǒng)控制算法相比較，該算法具有魯棒性好，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，易于在線調(diào)整等優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)響應(yīng)曲線沒(méi)有超調(diào)，系統(tǒng)的建立時(shí)間比較短，抗干擾能力強(qiáng)。 通過(guò)對(duì)上位機(jī)和PLC之間通信的分析和研究，完成了上、下位機(jī)的通信設(shè)置，給出了上位機(jī)監(jiān)控程序編寫(xiě)方法，通過(guò)通信模塊實(shí)現(xiàn)了對(duì)供水系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控及故障報(bào)警。 所開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)將FPC與PLC相結(jié)合，克服了傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)器的缺點(diǎn)，充分發(fā)揮了PLC控制靈活、編程方便、適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，提高了控制的精確度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)能對(duì)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)精確控制，實(shí)用性強(qiáng)，具有一定的推廣價(jià)值。
標(biāo)簽： PLC FPC 變頻調(diào)速系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-05-19
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隨著環(huán)境污染和能源短缺問(wèn)題的日趨嚴(yán)重，尋找一種儲(chǔ)備大、無(wú)污染的新能源已經(jīng)上升到世界各國(guó)的議事日程。太陽(yáng)能作為當(dāng)今最理想環(huán)保的能源之一，已經(jīng)得到了人類(lèi)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。本文以光伏（Photovoltaic—PV）并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)為研究對(duì)象，以最大限度利用太陽(yáng)能、無(wú)污染回饋電網(wǎng)為主要目標(biāo)，開(kāi)展了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的理論研究和仿真，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。光伏并網(wǎng)逆變器是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中必不可少的設(shè)備之一，其效率的高低、可靠性的好壞將直接影響整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能和投資。本文主要研究適用于并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器。 本文以一個(gè)完整的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)為研究對(duì)象，重點(diǎn)對(duì)單相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行了全面的分析，并從并網(wǎng)系統(tǒng)的主電路拓?fù)洹⒖刂撇呗浴⒐聧u效應(yīng)以及系統(tǒng)的可靠性分析幾個(gè)方面做了詳細(xì)的分析和仿真實(shí)驗(yàn)。 首先，介紹了國(guó)內(nèi)外光伏并網(wǎng)發(fā)電產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，并對(duì)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、優(yōu)缺點(diǎn)、發(fā)展趨勢(shì)及光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對(duì)逆變器的要求做了簡(jiǎn)單介紹，對(duì)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)建立了總體認(rèn)識(shí)。 其次，討論研究了逆變器主電路的拓?fù)湫问剑⒏鶕?jù)實(shí)際情況，選擇了無(wú)變壓器的兩級(jí)結(jié)構(gòu)，即前級(jí)DC/DC變換器和后級(jí)DC/AC逆變器，兩部分通過(guò)DClink連接。前級(jí)的DC/DC模塊采用Boost拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，后級(jí)的DC/AC逆變器采用逆變?nèi)珮驅(qū)崿F(xiàn)逆變，向電網(wǎng)輸送功率。討論確定了逆變器輸出電流的控制方式，并最終確定了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的總體方案。高性能的數(shù)字信號(hào)處理器芯片（Digital Signal Processor—DSP）的出現(xiàn)，使得一些先進(jìn)的控制策略應(yīng)用于光伏并網(wǎng)的控制成為可能。本文以TI公司的數(shù)字信號(hào)處理器芯片TMS320F2812為核心，設(shè)計(jì)了控制電路并給出了驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路的設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì)思想。應(yīng)用MATLAB/Simulink中的工具箱搭建了整個(gè)電路模型，進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)研究。 再次，我們已經(jīng)知道孤島效應(yīng)問(wèn)題關(guān)系到光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的安全問(wèn)題。本文分析了孤島效應(yīng)產(chǎn)生的原因、對(duì)電網(wǎng)的危害和目前各種常用的被動(dòng)和主動(dòng)及外部孤島效應(yīng)的檢測(cè)方法。根據(jù)本文涉及的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)，采用了電壓前饋正反饋檢測(cè)孤島的方法，然后詳細(xì)介紹了該方法的原理和實(shí)現(xiàn)過(guò)程， 并給出了逆變器的反孤島效應(yīng)模型和仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果。仿真結(jié)果證明，該方法是可行的，并且達(dá)到了IEEE Std．2000—929標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 光伏系統(tǒng)的可靠性研究對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行乃至投資決策產(chǎn)生了重要影響。本論文以光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的基本組成為線索，對(duì)各部分進(jìn)行可靠性分析，對(duì)滿足一定可靠性水平的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行分析，從而對(duì)其的推廣使用起到了理論指導(dǎo)作用。 關(guān)鍵詞：光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)；逆變器；孤島效應(yīng)；DSP；可靠性分析
標(biāo)簽： 光伏并網(wǎng) 逆變器 可靠性分析
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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大功率照明LED（Light Emitting Diode）是新一代光源，它光轉(zhuǎn)換效率高，也稱(chēng)作綠色光源。由于大功率照明LED本身的伏安特性，大功率LED的開(kāi)關(guān)電源的研究從一開(kāi)始就遇到了困難。而發(fā)展LED照明是現(xiàn)在節(jié)能環(huán)保的大趨勢(shì)，所以研究開(kāi)發(fā)一種新型的大功率照明LED開(kāi)關(guān)電源是很有必要的。 本文簡(jiǎn)要介紹了大功率LED的發(fā)光特性、伏安特性及其驅(qū)動(dòng)方案，并回顧了大功率LED開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展歷史，展望了未來(lái)趨勢(shì)。給出了大功率LED開(kāi)關(guān)電源課題的背景，并分析了設(shè)計(jì)難點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，提出了一種新型兩級(jí)式方案，前級(jí)為PFC級(jí)，后級(jí)為DC/DC級(jí)。PFC級(jí)采用電感電流臨界連續(xù)模式的Boost變換器，DC/DC級(jí)采用準(zhǔn)諧振模式的反激變換器。為了提高PFC級(jí)在低電壓輸入時(shí)的效率，采用了變電壓輸出的控制方案。 文中首先對(duì)采用臨界連續(xù)工作模式的功率因數(shù)校正級(jí)的工作原理和主電路參數(shù)進(jìn)行推導(dǎo)與設(shè)計(jì)，以及對(duì)基于L6562的PFC控制電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的研究。其次詳細(xì)介紹了準(zhǔn)諧振模式的理論基礎(chǔ)和應(yīng)用，對(duì)基于NCP1377B的反激變換器的工作原理和穩(wěn)態(tài)特性進(jìn)行了詳細(xì)的分析；在此基礎(chǔ)上提出了一種高效低損耗的準(zhǔn)諧振變換器的設(shè)計(jì)方案。論文詳細(xì)介紹了該方案的工作原理和特點(diǎn)，并分析了鉗位電路及基于TSM103的恒壓/恒流電路及線性穩(wěn)壓器在提出的兩級(jí)式方案中的應(yīng)用。 結(jié)合上面提到的方案，本文研制了一臺(tái)全球輸入電壓范圍（90～265Vac），12V/5A輸出的大功率照明LED開(kāi)關(guān)電源，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所提方案的可行性。
上傳時(shí)間： 2013-07-15
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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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輕型高壓直流輸電系統(tǒng)在解決交流系統(tǒng)非同步互聯(lián)、向偏遠(yuǎn)地區(qū)的無(wú)源負(fù)荷供電、滿足保護(hù)環(huán)境要求等方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。在傳統(tǒng)的基于兩電平或三電平電壓源型換流器的輕型高壓直流輸電系統(tǒng)中，換流器交流側(cè)需要使用體積龐大和笨重的濾波裝置，橋臂的高電壓需要功率開(kāi)關(guān)器件直接串聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)等，增大了換流站的占地空間，降低了換流器的工作效率。 本文針對(duì)傳統(tǒng)輕型高壓直流輸電系統(tǒng)所存在的缺點(diǎn)，采用一種新的模塊化多電平換流器作為輕型高壓直流輸電系統(tǒng)的換流器。分析了模塊化多電平換流器的工作原理，并提出將其應(yīng)用于輕型高壓直流輸電系統(tǒng)的調(diào)制算法和控制策略。最后對(duì)控制系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行一定的探討。通過(guò)仿真驗(yàn)證所提出的調(diào)制算法和控制策略的正確性。具體說(shuō)來(lái)，全文的主要工作體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1、詳細(xì)講述模塊化多電平換流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、子模塊的具體實(shí)現(xiàn)形式及工作原理，并提出適合該換流器的調(diào)制算法。 2、詳細(xì)介紹組成輕型高壓直流輸電系統(tǒng)的電壓源型換流器的工作原理，分析電壓源型換流器的間接電流和直接電流控制策略。 3、對(duì)基于模塊化多電平換流器的輕型高壓直流輸電系統(tǒng)進(jìn)行仿真，驗(yàn)證所提出控制策略的正確性。 4、探討解決模塊化多電平換流器子模塊直流側(cè)電容電壓的均衡問(wèn)題，提出一種較為簡(jiǎn)單有效的控制方法。 5、提出基于模塊化多電平換流器結(jié)構(gòu)的輕型高壓直流輸電控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，并重點(diǎn)講述子模塊的數(shù)字邏輯電路的實(shí)現(xiàn)方法。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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在以節(jié)能、環(huán)保和安全為中心的現(xiàn)代汽車(chē)中，電氣設(shè)備越來(lái)越多，電氣負(fù)荷越來(lái)越大，用新的42V車(chē)載電源系統(tǒng)取代現(xiàn)有的14V電源系統(tǒng)將是大勢(shì)所趨。目前車(chē)載開(kāi)關(guān)電源大都采用模擬控制方案，具有很多缺點(diǎn)，因此非常有必要研究數(shù)字控制方案，以便提高變換性能。鑒于此，開(kāi)展了以車(chē)載數(shù)字開(kāi)關(guān)電源的理論與設(shè)計(jì)為對(duì)象的研究?jī)?nèi)容： 基于L4981B的Boost DC/DC變換器的實(shí)現(xiàn)。在Boost DC/DC變換器理論分析的基礎(chǔ)上，利用有源PFC電路板，基于模擬控制器L4981B制作成最大輸出功率1kW的24VDC-42VDC變換器。 基于TL494的推挽DC/DC和Boost DC/DC變換器的實(shí)現(xiàn)。在推挽變換器理論分析的基礎(chǔ)上，基于模擬控制器TL494進(jìn)行了功率電路、控制電路和保護(hù)電路的原理圖設(shè)計(jì)和PCB設(shè)計(jì)，制作成最大輸出功率0.5kW、系統(tǒng)效率87％的24VDC-42VDC車(chē)載開(kāi)關(guān)電源。利用此電路板，基于模擬控制器TL494制作成最大輸出功率1kW的24VDC-42VDC變換器。 基于TMS320F2808的Boost DC/DC變換器和單相逆變器的實(shí)現(xiàn)。在Boost DC/DC變換器和單相逆變器相關(guān)理論分析的基礎(chǔ)上，采用數(shù)字PI控制，基于數(shù)字控制器TMS320F2808進(jìn)行了功率電路、輸出電壓閉環(huán)控制電路、檢測(cè)電路和驅(qū)動(dòng)電路的原理圖設(shè)計(jì)和PCB設(shè)計(jì)以及軟件設(shè)計(jì)，制作成額定輸出功率0.5kW、系統(tǒng)效率86％的24VDC-42VDC車(chē)載數(shù)字開(kāi)關(guān)電源和24VDC-97VDC-330VDC、42VDC-24VAC變換器。
標(biāo)簽： 車(chē)載 數(shù)字 開(kāi)關(guān)電源
上傳時(shí)間： 2013-07-04
上傳用戶(hù)：dong
變頻器在各行各業(yè)中的各種設(shè)備上迅速普及應(yīng)用，已成為當(dāng)今節(jié)電、改造傳統(tǒng)工業(yè)、改善工藝流程、提高生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化水平、提高產(chǎn)品質(zhì)量以及推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的主要手段之一，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和生活中普遍需要的新技術(shù)。但是現(xiàn)有變頻器的調(diào)制算法尚存在一些缺點(diǎn)，如開(kāi)關(guān)損耗大和共模電流大等，因此有必要研究和設(shè)計(jì)高性能調(diào)制算法的變頻控制器。鑒于此，開(kāi)展了以下工業(yè)變頻器高性能調(diào)制算法為對(duì)象的研究?jī)?nèi)容： 在闡述了工業(yè)變頻器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、調(diào)制算法、調(diào)速算法的基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)學(xué)模型，分析了共模電壓產(chǎn)生的原理、共模電流其影響和危害，給出了共模電壓和共模電流的關(guān)系。總結(jié)其他的抑制共模電壓的方案基礎(chǔ)上，提出一種新的共模電壓抑制SVPWM；還闡述了死區(qū)產(chǎn)生的原因及其影響，以及死區(qū)補(bǔ)償?shù)脑聿⑸鲜鰞蓚€(gè)調(diào)制算法利用MATLAB/SIMULINK軟件對(duì)該系統(tǒng)給予了全面的仿真分析。 變頻器硬件部分設(shè)計(jì)包括整流濾波電路、逆變器功率電路、上電保護(hù)電路、DSP控制系統(tǒng)及其外圍電路、IGBT驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路以及反激式開(kāi)關(guān)電源，對(duì)于傳感器檢測(cè)濾波電路的具體電路參數(shù)設(shè)計(jì)，是在PSPICE上仿真基礎(chǔ)上得出。并在考慮成本、EMC、效率等因素后考慮完成了所有硬件相關(guān)的原理圖繪制和PCB繪制； 變頻器軟件部分設(shè)計(jì)包括主程序、鍵盤(pán)掃描程序、系統(tǒng)狀態(tài)處理程序、PWM發(fā)送中斷程序、電機(jī)啟動(dòng)函數(shù)、電壓調(diào)整程序、AD采樣中斷程序以及故障保護(hù)中斷程序。在實(shí)現(xiàn)一般SVPWM的基礎(chǔ)上，根據(jù)之前理論和仿真得到的共模電壓抑制SVPWM、以及死區(qū)補(bǔ)償算法，將這兩個(gè)對(duì)SVPWM進(jìn)行改進(jìn)的調(diào)制算法在硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。 在硬件電路完成設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，逐漸編制相應(yīng)的控制程序，并進(jìn)行調(diào)試，并完成整個(gè)程序的編制和調(diào)試。此外，還調(diào)試了系統(tǒng)所需的反激式開(kāi)關(guān)電源。整個(gè)系統(tǒng)調(diào)試中遇到了很多問(wèn)題，如鍵盤(pán)消除抖動(dòng)問(wèn)題、共模電壓抑制SVPWM出現(xiàn)的直通現(xiàn)象等。最終完成了工業(yè)變頻器樣機(jī)，并且采用的是文章中研究的調(diào)制算法，效果良好，達(dá)到設(shè)計(jì)的目的； 提出了一種將有源功率因數(shù)校正(PFC)技術(shù)引用到串級(jí)調(diào)速中來(lái)提高定子側(cè)功率因數(shù)的新方法。通過(guò)建立電動(dòng)機(jī)折算到轉(zhuǎn)子側(cè)的等值電路，重點(diǎn)分析了有源PFC技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)中的不控整流橋后，系統(tǒng)可以等效為轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速。得到了等效串電阻的計(jì)算公式和變化趨勢(shì)，對(duì)電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)、電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)也進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)能夠比傳統(tǒng)串級(jí)調(diào)速時(shí)有所提升。鑒于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)電勢(shì)頻率非常低，分析了有源PFC的具體實(shí)現(xiàn)的特殊考慮和參數(shù)選取方法，并基于對(duì)稱(chēng)平衡的Scott變壓器和兩個(gè)單相有源PFC電路實(shí)現(xiàn)了繞線電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)的三相有源低頻PFC，得到超低紋波的直流輸出電壓。利用MATLAB建立了完整的仿真平臺(tái)，所得結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的正確性。
上傳時(shí)間： 2013-07-09
上傳用戶(hù)：qq442012091
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量問(wèn)題受到越來(lái)越多的關(guān)注。傳統(tǒng)的整流環(huán)節(jié)廣泛采用二極管不控整流和晶閘管相控整流電路，向電網(wǎng)注入了大量的諧波及無(wú)功，造成了嚴(yán)重的污染。提高電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)以及降低輸入電流諧波成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。功率因數(shù)校正技術(shù)是減小用電設(shè)備對(duì)電網(wǎng)造成的諧波污染，提高功率因數(shù)的一項(xiàng)有力措施。本文所做的主要工作包括以下幾部分： 1.分析了單位功率因數(shù)三相橋式整流的工作原理，這種整流拓?fù)鋸墓ぷ髟砩峡梢苑殖蓛刹糠郑汗β室驍?shù)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和常規(guī)整流網(wǎng)絡(luò)。在此基礎(chǔ)上，為整流電路建立了精確的數(shù)學(xué)模型。 2.這種單位功率因數(shù)三相橋式整流的輸入電感是在額定負(fù)載下計(jì)算出的，當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，其功率因數(shù)會(huì)降低。針對(duì)這種情況，提出了一種新的控制方法。常規(guī)整流網(wǎng)絡(luò)向電網(wǎng)注入的諧波可以由功率因數(shù)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行補(bǔ)償，所以輸入功率因數(shù)相應(yīng)提高。負(fù)載消耗的有功由電網(wǎng)提供，補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)既不消耗有功也不提供任何有功。根據(jù)功率平衡理論，可以確定參考補(bǔ)償電流。雙向開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷由滯環(huán)電流控制確定。在這一方法的控制下，雙向開(kāi)關(guān)工作在高頻下，因此輸入電感值相應(yīng)降低。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果都表明：新的控制方法下，負(fù)載變化時(shí)，輸入電流仍接近于正弦，功率因數(shù)接近1。 3.根據(jù)IEEE-519標(biāo)準(zhǔn)對(duì)諧波電流畸變率的要求，為單位功率因數(shù)三相橋式整流提出了另一種控制方法。該方法綜合考慮單次諧波電流畸變率、總諧波畸變率、功率因數(shù)、有功消耗等性能指標(biāo)，并進(jìn)行優(yōu)化，推導(dǎo)出最優(yōu)電流補(bǔ)償增益和相移。將三相負(fù)載電流通過(guò)具有最優(yōu)電流補(bǔ)償增益和相移的電流補(bǔ)償濾波器，得到補(bǔ)償后期望的電網(wǎng)電流，驅(qū)動(dòng)雙向開(kāi)關(guān)導(dǎo)通和關(guān)斷。仿真和實(shí)驗(yàn)都收到了滿意的效果，使這一整流橋可以工作在較寬的負(fù)載范圍內(nèi)。 4.單位功率因數(shù)三相橋式整流中直流側(cè)電容電壓隨負(fù)載的波動(dòng)而波動(dòng)，為提高其動(dòng)、靜態(tài)性能，將簡(jiǎn)單自適應(yīng)控制應(yīng)用到了直流側(cè)電容電壓的控制中，并提出利用改進(jìn)的二次型性能指標(biāo)修改自適應(yīng)參數(shù)的方法，可以在實(shí)現(xiàn)對(duì)參考模型跟蹤的同時(shí)又不使控制增量過(guò)大，與常規(guī)的PI型簡(jiǎn)單自適應(yīng)控制相比在適應(yīng)律的計(jì)算中引入了控制量的增量和狀態(tài)誤差在k及k+1時(shí)刻的采樣值。利用該方法為直流側(cè)電壓設(shè)計(jì)了控制器，并進(jìn)行了仿真與實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明與PI型適應(yīng)律相比，新的控制器能提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能，負(fù)載變化時(shí)系統(tǒng)的魯棒性更強(qiáng)。
上傳時(shí)間： 2013-06-15
上傳用戶(hù)：WS Rye
電力電子系統(tǒng)的集成化是現(xiàn)今電力電子技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，系統(tǒng)的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)是目前電力電子領(lǐng)域的重要研究方向。研究基于電力電子網(wǎng)絡(luò)的變流系統(tǒng)，對(duì)復(fù)雜電力電子裝置的系統(tǒng)級(jí)集成具有重要意義，是電力電子系統(tǒng)集成技術(shù)的基本組成部分。本文從變流系統(tǒng)的功率流和信息流雙重分布性的角度出發(fā)。對(duì)電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（Power Electronics System Network，PES—Net）的模型和變流系統(tǒng)的通信需求進(jìn)行分析，提出實(shí)時(shí)電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（Real—time power electronics system network，RT—PES—Net）；并對(duì)基于新網(wǎng)絡(luò)的分布式控制及管理方案和模塊化軟件方案等內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)的研究，提出基于棧操作的實(shí)時(shí)軟件構(gòu)建方案。本文的研究將為變流系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)和軟件方案標(biāo)準(zhǔn)化提供參考和理論依據(jù)，為應(yīng)用系統(tǒng)的集成提供解決方案。 復(fù)雜中大功率變流系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)化分布式控制系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)象。首先，論文以復(fù)雜系統(tǒng)為研究對(duì)象，分析了應(yīng)用系統(tǒng)的功率流和信息流在空間結(jié)構(gòu)上的對(duì)偶關(guān)系和雙重分布的特性；在電力電子集成模塊（Power Electronics Building Blocks，PEBB）的基礎(chǔ)上，研究了變流系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化分布式控制方案，并得出系統(tǒng)組構(gòu)的初步構(gòu)想，總結(jié)出適合復(fù)雜電力電子系統(tǒng)集成的標(biāo)準(zhǔn)化理論。 接著，論文對(duì)電力電子網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行了研究。分析了現(xiàn)有各類(lèi)總線網(wǎng)絡(luò)和目前用于電力電子應(yīng)用系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，從結(jié)構(gòu)、速率和協(xié)議等各個(gè)方面將兩類(lèi)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了系統(tǒng)的對(duì)比。明確了電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（PES—Net）的定義，分析并總結(jié)復(fù)雜電力電子實(shí)時(shí)系統(tǒng)所需網(wǎng)絡(luò)必需具備的條件。根據(jù)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)背景，綜合控制結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)需求，提出了電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（PES—Net）的模型。 為滿足變流系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制，論文對(duì)分布式控制結(jié)構(gòu)的通信需求進(jìn)行了研究。以網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（Networked Control System，NCS）為背景，對(duì)變流器系統(tǒng)控制信息延時(shí)因素進(jìn)行了分析；通過(guò)對(duì)典型電力電予系統(tǒng)的分析，歸納和總結(jié)了系統(tǒng)的控制功能和控制內(nèi)容，對(duì)系統(tǒng)不同層次的控制任務(wù)進(jìn)行了響應(yīng)時(shí)間需求分析和網(wǎng)絡(luò)的分層配置；通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果的分析，研究了應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)模塊控制信息延時(shí)對(duì)不同應(yīng)用系統(tǒng)的性能影響和對(duì)開(kāi)關(guān)頻率的限制。根據(jù)變流系統(tǒng)對(duì)控制延時(shí)的接受程度，將電力電子復(fù)雜系統(tǒng)歸為兩大類(lèi)：1）零延時(shí)系統(tǒng)；2）定延時(shí)系統(tǒng)。針對(duì)上述兩類(lèi)系統(tǒng)，論文給出了電力電子網(wǎng)絡(luò)（PES—Net）的通道容量和應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)關(guān)周期的計(jì)算方法。 論文對(duì)開(kāi)放式、分布式的電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（PES—Net）的硬件組成和同步方案進(jìn)行了研究，提出新的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)級(jí)集成方案。根據(jù)主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)的控制任務(wù)需求，分別從功能和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度對(duì)開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)的硬件構(gòu)成進(jìn)行研究；根據(jù)控制系統(tǒng)的接口需求分析，對(duì)節(jié)點(diǎn)的通用性設(shè)計(jì)進(jìn)行重點(diǎn)討論。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)的同步問(wèn)題，本文分析了簡(jiǎn)單有效的解決方法，即基于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的同步補(bǔ)償方案；此外，論文提出基于實(shí)時(shí)高速電力電子系統(tǒng)同絡(luò)（RT-PES-Net）的同步方案，研究適合變流器實(shí)時(shí)控制的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的硬件配置。根據(jù)應(yīng)用控制和通信系統(tǒng)所需的各種操作，論文對(duì)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)的管理進(jìn)行了討論，研究了信息幀管理和相應(yīng)的硬件設(shè)置，并對(duì)各種工作模式下所需的通信時(shí)間進(jìn)行了計(jì)算和比較。基于實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其管理方案，論文給出了組構(gòu)以PEBB為基礎(chǔ)的變流系統(tǒng)的方案。 論文對(duì)基于RT-PES-Net的模塊化軟件方案進(jìn)行了研究。首先，將控制軟件與功率硬件進(jìn)行解耦，使得軟件設(shè)計(jì)與硬件部分分離。在分析電力電子軟件特性的前提下，論文提出基于棧操作的模塊化軟件方案，增加子程序?qū)崟r(shí)構(gòu)件的內(nèi)聚性；對(duì)軟件模塊化的通用性進(jìn)行研究，分析模塊接口參數(shù)和變量的申明和配置，并研究參數(shù)的定標(biāo)，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行分類(lèi)；分析子程序?qū)崟r(shí)構(gòu)件在執(zhí)行速度上的優(yōu)點(diǎn)。論文對(duì)電力電子系統(tǒng)控制軟件（Powerr Electronics System Control Software，PES-CS）的組構(gòu)和集成進(jìn)行研究，簡(jiǎn)化軟件主框架。 最后，論文分別對(duì)RT-PES-Net和模塊化軟件方案進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究和分析。論文對(duì)提出的實(shí)時(shí)電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（RT-PES-Net）進(jìn)行了通信實(shí)驗(yàn)，將新網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵?duì)變流系統(tǒng)的延時(shí)影響與舊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的延時(shí)影響進(jìn)行比較，總結(jié)新網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在控制實(shí)時(shí)性、提高開(kāi)關(guān)頻率、網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性和管理靈活度等方面的優(yōu)勢(shì)。論文針對(duì)RT-PES-Net進(jìn)行應(yīng)用研究，驗(yàn)證該網(wǎng)絡(luò)可解決網(wǎng)絡(luò)通信失步所造成的問(wèn)題。論文對(duì)基于通用型實(shí)時(shí)構(gòu)件和棧操作的模塊化軟件方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，為標(biāo)準(zhǔn)化軟件庫(kù)的建立和系統(tǒng)級(jí)集成提供參考方案。 網(wǎng)絡(luò)化的控制結(jié)構(gòu)研究是復(fù)雜電力電子系統(tǒng)級(jí)集成研究的關(guān)鍵。本課題針對(duì)復(fù)雜變流系統(tǒng)提出了實(shí)時(shí)電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（RT-PES-Net），并以該網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)對(duì)分布式控制結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)化管理方案和模塊化軟件方案展開(kāi)一系列研究，為電力電子控制系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)化、開(kāi)放式的網(wǎng)絡(luò)參考體系，并以此結(jié)構(gòu)來(lái)快速構(gòu)建終端復(fù)雜變流系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用系統(tǒng)組構(gòu)提供參考方案，有助于解決電力電子標(biāo)準(zhǔn)化推廣所面臨的難題。論文為應(yīng)用系統(tǒng)的即插即用和動(dòng)態(tài)重構(gòu)提供了研究基礎(chǔ)，從而為最終實(shí)現(xiàn)復(fù)雜變流器的應(yīng)用系統(tǒng)級(jí)集成提供系統(tǒng)化的理論和方法依據(jù)。同時(shí)，論文的研究開(kāi)拓了電力電子系統(tǒng)集成和標(biāo)準(zhǔn)化研究的一個(gè)新方向。
標(biāo)簽： 電力電子 網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-06-15
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