單片機控制系統的開發必須經歷這三個步驟:電路設計、器件選擇、程序設計。主要介紹ATmega64單片機的最小系統
上傳時間: 2013-04-24
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隨著電力電子器件、永磁材料、微機、新型控制理論和電機理論的發展,無刷直流電機的技術優勢逐漸凸顯,近年來在各種驅動、伺服和控制領域得到了迅速的推廣應用。大功率無刷直流電機在國外已經成功應用于對系統效率、可靠性要求較高的場合,在國內,近年來也引起了廣泛興趣。本課題對大功率無刷直流電機進行預研,以兩臺無刷直流電機樣機為研究對象進行分析和電磁設計研究。首先計及電樞繞組電感,從分析換相過程入手,建立了三相星型六狀態工作模式下,電壓源型無刷直流電機的數學模型,并基于此模型,通過仿真和實驗,對該種無刷直流電機的電磁轉矩系數、反電勢系數、機械特性和電樞等效電阻等進行了深入研究,分析表明電樞繞組電感對上述各系數和特性存在較大影響,因此在大功率無刷直流電機設計和分析中,電樞繞組電感必須予以考慮。其次,本文對等效磁路法、電磁場有限元法和等效磁網絡法以及它們在無刷直流電機電磁設計中的應用進行了比較研究,提出了采用有限元法計算漏磁系數、計算極弧系數、電樞計算長度和氣隙系數,然后把它們應用到等效磁路法中進行空載特性計算,而采用電磁場有限元法分析負載特性的場路結合法。以此為基礎,編制了無刷直流電機電磁設計軟件,并將其應用于兩臺樣機的設計,通過與電磁場有限元法計算結果和實驗數據進行對比,驗證了該方法的準確性。最后對兩臺樣機的電樞反應及其影響進行了仿真和實驗研究,分析發現q軸電樞反應是影響切向磁化結構的無刷直流電機性能的主要因素,設計中需采取措施抑制q軸電樞反應的影響。
上傳時間: 2013-04-24
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ARM的開發流程、最小系統、啟動文件詳解:包括最小系統實例詳解和軟件環境介紹
上傳時間: 2013-04-24
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本文主要研究的是一個基于ARM7最小系統的研究設計,本系統主要由LPC2210,以及復位電路、晶振電路、程序存儲器、蜂鳴器等部分組成。本系統的特點是性能高、成本低并且耗能小等特點。 主要研究內容: ? 1 以高速低功耗的ARM作為控制核心,設計ARM最小系統的有關軟硬件; ? 2 MCU與存儲器和串行通信的接口設計; ? 3 與計算機進行通信的軟硬件設計
上傳時間: 2013-04-24
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電流互感器是電力系統中最重要的高壓設備之一。它被廣泛應用于繼電保護、系統監測、電力系統分析之中,關系到電力系統的安全性與可靠性。隨著電力系統向高電壓、大容量和數字化方向的發展,傳統的電磁式電流互感器很難滿足電力系統發展的進一步要求。因此,研究基于計算機技術、現代通信技術及數字處理技術的以電子式電流互感器(ECT)為代表的、新型的高精度電流互感器成了大勢所趨。在電子式電流互感器的應用研究中,ECT高壓側的電源問題是關鍵技術之一。 本文對國內外電子式電流互感器發展的現狀進行了描述,并對已有的電子式電流互感器的高壓側供能方式進行了總結。論文根據本課題組所研究的電子式電流互感器的特點,對電子式電流互感器的高壓側供能系統的設計進行了研究,提出一種將兩種供能方式結合使用的組合電源,并設計了這兩種電源之間的切換方法。 本文首先設計了一種應用于高壓電子式電流互感器的數字化激光電源,包括大功率激光器的驅動電路、基于16位低功耗單片機MSP430的過流保護電路和恒溫控制電路、輸入電路、顯示電路、以及高壓側變換電路。其供能部分由低電位側的大功率激光光源產生激光輸出,經光纖將激光能量傳輸到達高電位側的光電池,再由光電池進行光功率到電功率的光電變換后,形成滿足光電電流互感器傳感頭部分所需的電壓輸出。實驗結果表明,該電源可以提供穩定的6V電壓,其功率不少于300mW。 本文又設計了了一種應用于高壓側電子裝置中的CT電源方案:通過一個特制的電流互感器(CT),直接從高壓側一次母線電流獲取電能,憑借在CT和整流橋之間串聯的一個電感,大大降低了施加在整流橋上的的感應電壓并限制了CT的輸出電流,起到了穩定電壓和保護后續電路的作用。實驗結果表明,該電源能輸出穩定的5V直流電壓,紋波不超過25mV。 最后,本文提出了一種將兩種供能方式結合使用的組合電源,并設計了這兩種電源之間的切換方法,解決了取電CT電源的死區問題,延長了激光器的使用壽命。
上傳時間: 2013-06-05
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交流電機,特別是異步籠型電機,因具有結構簡單,堅固耐用,價格便宜等特點而得到廣泛應用。經過一個多世紀的發展,其調速方法同趨成熟,而交流調速的最理想方法還是變頻調速。隨著工業需求的快速增長,高壓大功率成為發展的必然趨勢,但是在中高壓大功率調速領域,大都采用電動機定速運行。 直到20世界末采用全控型電力電子器件的高壓大功率交流變頻調速產品誕生,大功率傳動領域巨大節能需求得到釋放。多電平功率變換技術可以使耐壓值較低的全控型電力電子器件可靠應用于高壓大功率領域,并有效減少PWM控制產生的高次諧波。當前,級聯式多電平功率變換電路在高壓電機調速和電力系統無功補償領域已獲得實際應用。 本課題以10kV,250kW高壓變頻器為背景,主要研究級聯式多電平高壓變頻器在異步電機控制領域的應用。在對高壓變頻器工作原理與結構設計研究的同時,對主電路進行諧波改善分析。高壓變頻器很難做成通用變頻器,所以最好設計與之相適應的高壓變頻電機。通過對這種新型電機設計的研究,更好地發揮了變頻調速技術的優勢。在本課題中,還采用了MATLAB7.0/Simulink6.0仿真軟件,對功率單元移相多重化進行了仿真,為進一步的研究做準備。 依照本課題的研究,最終目的是為高壓變頻器在異步電機控制領域的應用作結構優化,器件搭配的指導,并在運行過程中通過調試和仿真提供不斷改善的最佳方案。
上傳時間: 2013-05-17
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隨著功率開關器件的進步,大量的電力電子變流裝置在國民經濟各領域獲得了廣泛應用,但是這些變流裝置大部分都需要整流環節。傳統的不控整流或相控整流存在網側功率因數低、電流畸變嚴重等缺點。PWM整流器可實現正弦的網側電流、單位或可調的功率因數、能量的雙向流動,是一種真正意義上的“綠色環保”電力電子裝置。PWM整流器可分為電壓型PWM整流器(Voltage—SourceRectifier,VSR)和電流型PWM整流器(Current—SourceRectifier,CSR)。CSR具有直接控制輸出電流、動態響應快、限流能力強等特點,在一些中、大功率應用場合,較之VSR,在經濟和技術上更具優勢。 本文針對電網電壓平衡、不平衡情況、多模塊直接并聯幾個方面,對三相CSR及其控制策略展開了深入研究,論文的主要工作和取得的創新性成果如下: 1、在電網電壓平衡情況下,提出了三相CSR的直流電流非線性解耦控制策略和交流電流非線性解耦控制策略,實現了有功功率和無功功率的獨立、解耦控制,獲得了線性的動態響應。直流電流非線性解耦控制策略是直流電流控制和網側無功電流控制并行的控制策略,具有較快的直流電流響應速度;交流電流非線性解耦控制策略是直流電流(或電壓)控制和網側電流控制級聯的控制策略,具有結構簡單,便于獨立設計直流和交流控制器的特點。 2、考慮了電網電壓不平衡和濾波器參數三相不對稱的情況,提出了基于瞬時有功功率調節的三相CSR的不平衡補償策略,消除了直流電流脈動分量,實現了網側可控的功率因數和正弦的交流電流;提出了基于滑模控制的交流電流控制策略,簡化了控制器結構,實現了對網側電流的無差跟蹤。 3、建立了多模塊直接并聯CSR的環流模型;對任一并聯模塊,提出了總直流電流控制器外加2個均流控制器的直流側控制器結構,保證了流過各模塊上、下橋臂的電流均相等,并且各模塊僅共享總直流電流控制器輸出信號,最大可能地保證了各模塊控制的獨立性。 4、建立了三相CSR實驗系統,進行了初步的實驗研究。
上傳時間: 2013-04-24
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大功率照明LED(Light Emitting Diode)是新一代光源,它光轉換效率高,也稱作綠色光源。由于大功率照明LED本身的伏安特性,大功率LED的開關電源的研究從一開始就遇到了困難。而發展LED照明是現在節能環保的大趨勢,所以研究開發一種新型的大功率照明LED開關電源是很有必要的。 本文簡要介紹了大功率LED的發光特性、伏安特性及其驅動方案,并回顧了大功率LED開關電源的發展歷史,展望了未來趨勢。給出了大功率LED開關電源課題的背景,并分析了設計難點。在此基礎上,提出了一種新型兩級式方案,前級為PFC級,后級為DC/DC級。PFC級采用電感電流臨界連續模式的Boost變換器,DC/DC級采用準諧振模式的反激變換器。為了提高PFC級在低電壓輸入時的效率,采用了變電壓輸出的控制方案。 文中首先對采用臨界連續工作模式的功率因數校正級的工作原理和主電路參數進行推導與設計,以及對基于L6562的PFC控制電路的設計進行了詳細的研究。其次詳細介紹了準諧振模式的理論基礎和應用,對基于NCP1377B的反激變換器的工作原理和穩態特性進行了詳細的分析;在此基礎上提出了一種高效低損耗的準諧振變換器的設計方案。論文詳細介紹了該方案的工作原理和特點,并分析了鉗位電路及基于TSM103的恒壓/恒流電路及線性穩壓器在提出的兩級式方案中的應用。 結合上面提到的方案,本文研制了一臺全球輸入電壓范圍(90~265Vac),12V/5A輸出的大功率照明LED開關電源,實驗結果驗證了所提方案的可行性。
上傳時間: 2013-07-15
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三相逆變器作為交流供電電源的主要部分,廣泛地應用于電動車、電力設備、產業設備、交通車輛等領域。逆變器的并聯控制技術以其廣泛的應用前景也得到越來越深入地研究。人們對逆變電源的要求越來越高,高性能、高可靠性的大功率逆變器就是當今逆變電源的發展趨勢之一。提高逆變電源容量主要有兩個途徑,設計大功率的逆變器和采用逆變器并聯技術實現電源模塊化。 為此,本文以兩臺400kVA組合式三相逆變器為對象,采用全數字化控制方式,主要研究了大功率三相逆變器的波形控制技術和并聯控制技術。本文圍繞大功率組合式三相逆變器,對其主電路結構、系統的數學模型、波形控制技術以及并聯系統模型、并聯控制方案進行了較為詳細的分析和研究。分析了適用于大功率的組合式三相逆變器結構,并給出了400kVA組合式三相逆變器的主電路設計。建立和分析了組合式三相逆變器在ABC、αβ、dq 坐標系下的數學模型。針對大功率組合式三相逆變器,采用在dq 坐標系下的三相電壓閉環統一控制方案。為了使大功率三相逆變器得到較好的輸出電壓波形質量,采用PID 瞬時值電壓反饋控制和重復控制并聯結合的控制方案。分析了PID 控制器和重復控制器的原理,并針對400kVA 三相逆變器的系統性能,給出了相應數字PID 控制器和重復控制器的設計。并利用Matlab 建立了系統的仿真模型,給出了理論研究結果。提出了有效提高系統動態性能的兩種方法:加負載電流前饋和動態過程中強制改變改變調制比。介紹了大功率三相逆變器的短路限流保護技術,提出了采用瞬時值限流電路和單獨的軟件限流環相結合的方案,保證大功率三相逆變器在短路時自動限流保護。對兩臺大功率三相逆變器組成的并聯系統的結構、環流特性及逆變器的輸出功率進行了分析。詳細分析了輸出阻抗特性不同時,逆變器環流和輸出功率分配的差異,得出了輸出阻抗對環流和功率影響的一般規律。針對大功率三相逆變器并聯系統,采用基于功率誤差的分散邏輯控制方案。分析了基于功率誤差的分散邏輯控制原理,逆變器輸出功率的檢測和母線信號綜合的脈寬調制原理。根據400kVA 三相逆變器并聯系統的輸出阻抗特性,采用了無功調節輸出電壓幅值和同步鎖相實現相位同步的并聯控制策略。 本文最后在兩臺400kVA組合式三相逆變器樣機上得到了實驗驗證。實驗結果進一步驗證了大功率三相逆變器的波形控制和并聯控制策略有效可行性。
上傳時間: 2013-07-03
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蓄電池作為一種儲能設備,廣泛應用于國民經濟的各個部門。近幾年來,電動汽車行業迅速發展,對于純電動汽車蓄電池是唯一的動力源,需要定期的滿充滿放的維護來提高電池性能,同時測量電池實際安時數。蓄電池的充放電技術與蓄電池相伴而生,與蓄電池的發展和應用有著密切的關系。充放電系統性能直接影響著蓄電池的技術狀態,使用壽命,并決定著放電時對電網污染的程度。 目前,大功率蓄電池充放電系統仍大量采用晶閘管移相控制技術,該技術具有技術成熟,價格低廉的優點,但網側功率因數低,對電網的污染大。而消除電網諧波污染、提高功率因數是電力電子領域研究的重大課題之一。本文為大功率鋰離子蓄電池充放電設計的系統采用電壓型PWM整流器和雙向DC/DC變換器的結構,在實現能量雙向流動的同時,實現網側電流波形的正弦化控制,具有節能,對電網污染小等優點。 本文設計了主電路參數并在MATLAB/Simulink環境下進行了仿真。本文還提出了以MC9S12D64為核心的雙向DC/DC變換器控制板和控制器的硬件、軟件的完整的設計方案。充電采用恒流充電和恒壓充電相結合的控制策略,實現單體電池電壓控制,提高了充放電控制性能和安全性。充放電系統樣機測試結果表明:滿載時,系統效率80%以上,功率因數99%以上,諧波含量5%以下,滿足設計要求,驗證了系統設計的可行性。
上傳時間: 2013-06-27
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