本文論述了車載儀表系統的發展,對新型的車載儀表用步進電機驅動控制技術和基于現場總線通信協議的車載儀表技術進行了深入的研究,并在此基礎上開發了基于GDIC的車載儀表用步進電機驅動控制平臺,搭建了基于CAN總線的車載儀表通訊系統.在儀表用步進電機控制測試平臺中,系統選用MC33991實現步進電機驅動控制,通過SPI通訊協議完成和主處理器之間的數據傳輸,采用∑-△ ADC方案檢測EMF從而實現電機整步位置的判斷.本文介紹了基于CAN總線的車載儀表通信系統,闡述了構成該系統的硬件設計、軟件設計.
上傳時間: 2013-04-24
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用單片機控制直流電機 本設計以AT89C51單片機為核心,以4*4矩陣鍵盤做為輸入達到控制直流電機的啟停、速度和方向,完成了基本要求和發揮部分的要求。在設計中,采用了PWM技術對電機進行控制,通過對占空比的計算達到精確調速的目的。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著電力電子技術的迅速發展和推廣應用,利用計算機仿真對電力電子電路進行分析和研究得到了日益廣泛的重視。盡管目前一些仿真軟件都有比較強大的功能,可以利用它們來完成某些電力電子裝置的某些分析工作,但是由于器件模型的限制和電力電子裝置負載的復雜性,使得這些軟件并不能完成對于電力電子裝置所要進行的所有分析要求,特別是當其被用于電力電子裝置故障運行的仿真。針對上述問題,本論文在研究器件建模方法和裝置仿真方法的基礎上,運用C++語言開發了一個可專門用于電力電子裝置仿真分析的程序。 本課題首先對于各種電力電子器件進行建模。在對各種元器件特性深入研究的基礎上利用已知的電路原理和建模方法,抓住各具體電力電子器件的主要特征,建立其電路及邏輯仿真模型。由于本論文中研究的是電力電子裝置作為一個整體的特性,所以在對器件電路模型的建模過程采用高層次的電路模型,即理想開關模型和雙極性電阻模型。器件的邏輯模型則是通過皮特里網絡來實現,根據仿真的目的可建立不同精細程度的邏輯模型。因為器件邏輯模型的建模過程中采取的逐步細化的原則與面向對象程序設計中自頂而下,逐步求精的思想不謀而合,所以在仿真程序中采用C++語言對所建立的器件模型進行描述。 針對電力電子裝置的非線性,病態特性和其負載的復雜性,使用階段仿真的思想進行程序設計。確定了仿真程序的總體結構,并實現了程序的模塊化設計。利用通用的狀態變化檢測模塊和兼容性檢測模塊在程序中確定電路結構發生變化的精確時刻,它們獨立于具體的電路結構。狀態方程模塊和輸出方程模塊雖然與具體的電路結構相關,但是亦可將其設計為模塊的形式,針對不同的電路結構僅需改變模塊中對于狀態方程和輸出方程的描述。鑒于數值計算方法對于仿真結果的重要性,本論文中討論了幾種數值積分方法的特點及適用范圍,并在程序用編寫了幾種常用的算法,以供用戶選擇。通過對于瓦格納斬波器、三相全控整流橋和三相半控整流橋的仿真驗證仿真程序的正確性和實用性。
上傳時間: 2013-07-16
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本書從基本的直流電源知識開始,詳盡介紹了電源電路中各部分單元電路工作原理、識圖方法、電路故障分析思路,最后介紹了動手裝配直流電源的全過程。
上傳時間: 2013-07-08
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由于電動助力轉向(EPS)系統具有高性能、高效率、低成本、節能環保等優點,隨著汽車電子技術的發展,電動助力轉向技術逐漸取代傳統的液壓助力轉向(HPS),成為轉向助力技術的主流。 @@ 本文在詳細了解EPS系統性能要求和工作原理的基礎上,對各種已有的EPS助力電機進行了總結和比較。對比結果表明,無刷直流電機(BLDC)憑借其顯著的優點,成為EPS助力電機的較優選擇。 @@ 無刷直流電機作為一種由電動機本體和驅動器組成的機電一體化產品,與傳統的直流電機一樣,具有良好的起動和調速性能,并且由于用電子換向取代了機械換向,不存在傳統直流電機的換向火花和機械噪聲,在許多性能要求比較高的場合已得到普遍應用。隨著電力電子技術、計算機技術的發展,其應用范圍還在進一步擴展。然而,BLDC電機作為EPS系統的助力電機也并非全無缺點。永磁電機中固有的齒槽轉矩的存在,以及由于采用120°換向工作模式造成的轉矩波動,都會嚴重影響EPS系統的操控性能。 @@ 本課題針對無刷直流電機在汽車電動助力轉向系統中的應用,根據EPS系統對助力電機的要求,設計了一臺轉向助力用永磁無刷直流電動機,并使用有限元方法對電機性能進行了分析。為了反映參數變化對電機性能的影響,從而為電機的設計提供指導,我們還用場路耦合的解析算法對電機性能進行了分析。在分析結果的基礎上,對永磁電機中的齒槽轉矩進行了研究,并針對樣機提出了齒槽轉矩的削弱方法,然后使用三維有限元的方式對所提出的方法進行了仿真驗證。 @@ 根據EPS系統的工作原理,探討了助力電機的控制策略,并設計了帶傳感器的無刷直流電機的控制系統。分別完成控制系統硬件和軟件的設計,并進行了相關實驗,結果表明基本達到了設計的目標。 @@關鍵詞:EPS、無刷直流電機、電機設計與優化、有限元、控制器設計
上傳時間: 2013-07-29
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漏電是井下供電系統的主要故障形式,約占其總故障的70%左右,它不但導致人身觸電事故,還會形成單相接地,進而發展成為相間短路,由此引發的電弧會造成瓦斯和煤塵爆炸。漏電保護器主要用來防止漏電火災造成的經濟損失和人身傷亡,因此得到廣泛應用。 選擇性漏電保護是指當電網發生漏電故障時,能夠有選擇地發出故障信號或切斷故障支路電源,而非故障部分繼續工作。從而減小故障停電范圍,便于尋找漏電故障,縮短漏電停電時間,提高了供電的可靠性。 目前的礦井電網的選擇性漏電保護系統主要采用零序電流大小及零序電流方向保護原理,這種原理在某一線路遠遠長于其他線路(即其分布電容與系統總的分布電容相差不大時)的情況下較難滿足選擇性的要求,保護裝置可能發生拒動現象,不能很好的完成保護的目的。 本文在對井下電網漏電故障理論分析和仿真驗證的基礎上,提出了以dsPIC30F4012為核心,基于附加直流電源檢測和零序功率方向的選擇性漏電保護方案,介紹了基于這種選擇性漏電保護方案的電網選擇性漏電保護裝置。該裝置在總饋電開關處的漏電保護裝置使用附加直流電源原理,在分支饋電開關處的漏電保護裝置使用零序功率方向式保護原理,并且采用速度更快的PROFIBUS協議現場總線及光纖傳輸技術,使該選擇性漏電保護裝置的動作性能和抗干擾能力得到很大提升。
上傳時間: 2013-06-13
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目前離心機的變頻控制,采用的多是通用變頻器,沒有自主開發的離心機專用的交流調速控制器。同時,在控制方法上采用的主要還是V/F控制以及矢量控制,而效率更高,性能更好的直接轉矩控制方法則還沒有得到廣泛的應用。直接轉矩控制技術,用空間矢量的分析方法,直接在定子坐標系下計算與控制交流電動機的轉矩,采用定子磁場定向,借助于離散的兩點式調節(Bang-Bang控制)產生PWM信號,直接對逆變器的開關狀態進行最佳控制,獲得轉矩的高動態性能。直接轉矩控制,控制結構簡單、控制手段直接、信號處理的物理概念明確、轉矩響應迅速,限制在一拍內,是一種具有高動態響應的交流調速系統。本文通過對直接轉矩控制系統原理的分析、軟硬件的設計制作、系統的調試試驗,得到以下結論: ⑴直接轉矩控制系統,控制手段直接、信號處理的物理概念明確、轉矩動態響應迅速; ⑵直接轉矩控制系統中,低速階段轉矩脈動明顯,通過采用異步電動機適應全速的U-I模型,以及扇區細化等,可以有效減小轉矩脈動;由于轉矩和磁鏈采用離散的兩點式調節,即使在高速運行階段轉矩也有輕微的脈動,通過細分磁鏈扇區,采用空間矢量脈寬調制技術可以有效減小脈動,提高系統控制性能; ⑶直接轉矩控制系統中,檢測環節及其重要,特別是電壓、電流的檢測。無論采用哪種電機模型,電壓和電流都是最主要的參數,準確的電壓、電流檢測能夠增加電機模型的正確性,為控制提供基本的保障; ⑷直接轉矩控制系統中,對電機參數的要求簡單,只需要知道電動機定子電阻,因此直接轉矩控制系統的魯棒性強,易于移植。
上傳時間: 2013-04-24
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電機是現代工業生產和日常生活最主要的原動力和驅動裝置。電機一旦發生故障,會造成不同程度的經濟損失和社會影響。因此研究不同場合、不同運行狀態下電機故障診斷理論和相關技術具有很高的實用價值。 電機出現故障時,故障信號中往往含有大量的時變、短時突發性質的成分。因此可以通過檢測、分析故障信號,獲得電機的故障信息。傳統的信號分析方法,如傅立葉變換,是一種純頻域分析,缺乏空間局部性,不能滿足故障信號分析的要求。而小波分析和小波包分析法具有良好的時頻局部性,能夠將信號在任意頻段進行劃分,從而使在不同頻段的各種故障特征信號更加容易被識別和提取。基于小波包分析處理非平穩信號的優越性,本文選用小波包分析對電機故障信號進行分析檢測。 本文在研究了異步電機常見故障類型和診斷方法的基礎上,詳細分析了電機滾動軸承異常、轉子斷條、氣隙偏心等故障原因,采用基于信號分析法中的振動診斷法和定子電流檢測法,對電機滾動軸承故障、轉子斷條故障進行診斷。對于存在已知軸承故障的電機,在故障狀態下采集到振動信號,利用峭度值計算和小波包分析相結合的方法,選用db3作為小波基,進行小波包分析,對包含有故障特征頻率信息的信號進行重構,獲得軸承故障特征頻率,根據故障特征頻率的數值和能量,確定出軸承故障的類型。應用小波包分析和FFT相結合的方法,選用Coif5為小波包基,檢測轉子斷條故障特征頻率。在此基礎上,采集故障電機的振動信號和電流信號,并分別應用上述方法進行了仿真模擬實驗,結果表明這些方法是準確可行的。 論文以DSP為核心,完成了電機故障診斷系統的硬件電路的設計,包括信號檢測電路、調理電路,A/D轉換電路等,并給出了主要的軟件流程圖。
上傳時間: 2013-04-24
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多電平逆變器中每個功率器件承受的電壓相對較低,因此可以用低耐壓功率器件實現高壓大容量逆變器,且采用多電平變換技術可以顯著提高逆變器輸出電壓的質量指標。因此,隨著功率器件的不斷發展,采用多電平變換技術將成為實現高壓大容量逆變器的重要途徑和方法。本文選取其中一種極具優勢的多電平拓撲結構一級聯多電平變頻器作為研究對象,完成了其拓撲結構、控制策略及測控系統的設計。 @@ 首先,對多電平變頻器的研究意義,國內外現狀進行了分析,比較了三種成熟拓撲結構的特點,得出了級聯型多電平變頻器的優點,從而將其作為研究對象。對比分析了四種調制策略,確定載波移相二重化的調制方法和恒壓頻比的控制策略,進行數學分析和理論仿真,得出了選擇的正確性及可行性。并指出了級聯單元個數與載波移相角的關系和調制比對輸出電壓的影響;完成了級聯變頻器數學模型的建立和死區效應的分析。 @@ 其次,完成了相關硬件的設計,包括DSP、CPLD、IPM的選型,系統電源的設計、檢測(轉速、電流、電壓、故障)電路的設計、通信電路的設計等。用Labwindows/CVI實現了上位機界面的編寫,實現了開關機、設定轉速、通信配置、電壓電流轉速檢測、電流軟件濾波、諧波分析。編寫了下位機DSP的串口通信、AD轉換、轉速檢測(QEP)以及部分控制程序。 @@ 最后,在實驗臺上完成硬件和軟件的調試,成功的實現了變頻器載波移相SPWM的多電平輸出,并驅動異步電機進行了空載變頻試驗,測控界面能準確的與下位機進行通信,快捷的給定各種控制命令,并能實時的顯示變頻器的輸出頻率、輸出電壓和輸出電流,為實驗調試增加了方便性,提高了工作效率。 @@關鍵詞:級聯多電平逆變器;載波移相;IPM;DSP;Labwindows/CVI;測控界面
上傳時間: 2013-04-24
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21世紀,人類面臨著實現經濟和社會可持續發展的重大挑戰,能源問題越來越突出,太陽能等可再生能源逐漸成為人類關注的焦點。時至今日,人類對光伏系統的研究越來越深入廣泛,但在光伏系統的研發過程中,太陽能電池由于受日照強度、環境溫度影響較大,導致實驗成本過高,研發周期變長。太陽能電池陣列模擬器便能較好地解決這一問題。 @@ 本文首先對比了模擬式太陽能電池模擬器和數字式太陽能電池模擬器的優缺點,選取了數字式太陽能電池陣列模擬器作為研究對象,并對研究太陽能電池陣列模擬器的實際意義作了闡述。隨后描述了太陽能電池的輸出特性,討論了適合工程計算的太陽能電池陣列數學物理模型。 @@ 本文研究的太陽能電池陣列模擬器由功率電路和控制電路兩部分組成。功率電路選取了半橋型DC/DC電路作為主電路拓撲,對其工作過程進行了分析,并對各部分電路進行了設計。然后設計了電壓電流雙閉環調節器,在此基礎之上用PSIM仿真軟件對所設計的太陽能電池陣列模擬器進行了仿真,包括靜態工作點的仿真以及動態響應速度的仿真,通過仿真驗證了模擬器能夠達到所要求指標。 @@ 控制電路板是整個模擬器的核心控制部分,通過控制運算提供輸出電壓的參考值,進而提供控制功率管開通關斷的PWM信號。本文選取了microchip公司的dsPIC30F2023作為主控制芯片,分析了該型號微處理芯片的性能特點,介紹了模擬信號采樣電路、232通訊電路、人機交互界面電路等外圍電路的硬件設計,調節器采用了數字PID控制。 @@ 在MPLAB集成開發環境中進行了軟件方案的設計,主要包括主程序、生成PWM程序、AD采樣、故障處理、人機交互程序等,介紹了各個模塊的程序流程。 @@ 軟硬件系統設計完成后,最終實現了太陽能電池陣列模擬器,可以為光伏系統的研究提供一個良好的實驗平臺。 @@關鍵詞:太陽能電池陣列模擬器;半橋型DC/DC變換器;dsPIC30F2023
上傳時間: 2013-07-28
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