基于TMS320F2812高精度跟蹤伺服控制系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間： 2013-08-03
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本文研究的電磁阻尼器是一種特殊結(jié)構(gòu)的空心杯發(fā)電機(jī)，它主要用于對能量的吸收和耗散，達(dá)到減振消能的目的，是具有很高單位耗能的能量吸收元件。電磁阻尼器的應(yīng)用十分廣泛，已涉及航天、航空、電力等諸多領(lǐng)域，有著廣闊的市場前景。 采用電磁場分析軟件建立了電磁阻尼器的仿真模型，仿真分析了電磁阻尼器阻尼力矩與定子、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系。 介紹了常規(guī)空心杯電機(jī)與電磁阻尼器的結(jié)構(gòu)、發(fā)展和應(yīng)用，基于Ansoft公司的電磁場分析軟件Maxwell 2D學(xué)生版軟件建立了電磁阻尼器靜磁場的二維仿真模型，分別對不同充磁方向、極弧系數(shù)、磁極對數(shù)的氣隙磁密分布進(jìn)行了靜態(tài)仿真分析，得出了相應(yīng)結(jié)論。在此基礎(chǔ)上，運用Infolytica公司的電磁場分析軟件MagNet對電磁阻尼器的二維穩(wěn)態(tài)磁場進(jìn)行了仿真，研究了如下內(nèi)容： (1)定子磁路結(jié)構(gòu)中的磁鋼材料、磁鋼充磁方向、定子磁極對數(shù)的改變對力矩特性的影響； (2) 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)參數(shù)中的轉(zhuǎn)子長度、轉(zhuǎn)子材料、轉(zhuǎn)子厚度、轉(zhuǎn)子平均直徑、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向的改變對力矩特性的影響。根據(jù)所得的阻尼力矩仿真數(shù)據(jù)，基于Excel軟件的曲線擬合和Matlab軟件對擬合曲線進(jìn)行的數(shù)值分析，求得了力矩特性斜率與上述參數(shù)的關(guān)系式。此關(guān)系式為探索電磁阻尼器的工程設(shè)計方法提供了一定理論依據(jù)，具有重要的工程應(yīng)用價值。 最后，將仿真計算得到的阻尼力矩值與實驗測得的阻尼力矩值進(jìn)行了對比，分析了誤差產(chǎn)生的原因。
上傳時間： 2013-04-24
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低壓斷路器是電力系統(tǒng)中低壓配電網(wǎng)中的主要電器開關(guān)之一，它不僅可以接通和分?jǐn)嗾Ｘ?fù)載電流和過載電流，而且可以接通和分?jǐn)喽搪冯娏鳌Ｖ饕陬l繁操作的低壓配電線路或開關(guān)柜中作為電源開關(guān)使用，并對線路、電器設(shè)備等實行保護(hù)，當(dāng)它們發(fā)生嚴(yán)重過流、過載、短路、斷相、漏電等故障時，能自動切斷線路，起保護(hù)作用，應(yīng)用十分廣泛。智能控制器是斷路器上的保護(hù)裝置，也是斷路器的核心控制裝置。 20世紀(jì)90年代，隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，斷路器的保護(hù)裝置己由傳統(tǒng)的電磁式過流脫扣器發(fā)展成采用集成電路的電子式脫扣器，直至目前出現(xiàn)了帶高性能微處理器的智能控制器。新一代的智能控制器采用了模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，集測量、監(jiān)視、控制、通信、保護(hù)等功能于一體，在低壓系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。 在本課題中，該智能控制器在硬件上以美國Microchip公司推出的公司生產(chǎn)的PIC148F448為核心處理器，主要進(jìn)行數(shù)據(jù)的實時采集處理和斷路器的故障保護(hù)，實時顯示線路運行時電流或故障信息等。利用帶有CAN接口的高性能的PIC18F448單片機(jī)設(shè)計了CAN總線接口，給出了CAN接口的硬件電路、軟件流程。該電路具有硬件設(shè)計簡單、可靠性高、實時性強(qiáng)等特點。實現(xiàn)了智能控制器與PC機(jī)的雙向通信功能，通過總線系統(tǒng)達(dá)到遙調(diào)、遙控的目的，使得智能控制器的性能得到增強(qiáng)，符合配電系統(tǒng)的要求，達(dá)到了本課題研究要求。
上傳時間： 2013-04-24
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勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)是同步發(fā)電機(jī)的重要組成部分，對同步發(fā)電機(jī)乃至電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行有著重要影響。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷增大，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運行方式日趨復(fù)雜，對同步發(fā)電機(jī)勵磁控制系統(tǒng)運行的可靠性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性和靈活性提出了更高的要求。本文根據(jù)勵磁調(diào)節(jié)器的國內(nèi)外發(fā)展趨勢，研究開發(fā)了以TMS320F2812芯片為控制核心的同步發(fā)電機(jī)DSP勵磁調(diào)節(jié)器。 本文首先介紹了數(shù)字勵磁的發(fā)展歷程、特點及應(yīng)用范圍，然后介紹了同步發(fā)電機(jī)勵磁控制系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及趨勢，提出了基于數(shù)字信號處理器 TMS320F2812 控制的絕緣柵雙極晶體管(IGBT)微機(jī)勵磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和設(shè)計方案。 在詳細(xì)解釋功率器件 IGBT 和控制器件TMS320F2812芯片基礎(chǔ)上，提出了勵磁系統(tǒng)的主要硬件設(shè)計及軟件實現(xiàn)方法；完成了IGBT勵磁裝置主回路和 IGBT 保護(hù)及驅(qū)動單元的設(shè)計；進(jìn)行調(diào)節(jié)器硬件設(shè)計，給出了硬件原理圖和軟件流程圖；利用TMS320F2812芯片強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和豐富的片內(nèi)外設(shè)和高速的實時處理能力，用單片系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了交流采樣、變速積分 PID控制算法、PWM功率調(diào)節(jié)和系統(tǒng)保護(hù)等功能。TMS320F2812芯片的引入，大大簡化了勵磁控制器的硬件結(jié)構(gòu)，提高了勵磁系統(tǒng)的抗干擾能力和可靠性。 最后，為驗證所設(shè)計的勵磁調(diào)節(jié)器的有效性和控制效果，采用 MATLAB 中 SIMULINK 仿真平臺，設(shè)計了勵磁控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的仿真模型。仿真結(jié)果表明，采用 TMS320F2812的同步發(fā)電機(jī)IGBT勵磁系統(tǒng)具有響應(yīng)快速、調(diào)節(jié)靈敏、控制性能優(yōu)良等特點。
上傳時間： 2013-07-29
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隨著采煤自動化技術(shù)的發(fā)展，對煤礦井下供電系統(tǒng)可靠性、安全性和連續(xù)性的要求越來越高的要求，因此對礦用隔爆型高壓開關(guān)智能綜合保護(hù)系統(tǒng)的研究具有重要的理論和應(yīng)用價值。隨著微機(jī)保護(hù)的發(fā)展，一些新的保護(hù)原理和方案，受到越來越多的關(guān)注，并逐步得到實際應(yīng)用。然而這些新方法在改善保護(hù)性能的同時也對微機(jī)保護(hù)裝置的計算精度、速度和尋址空間等提出了更高的要求，因而也對構(gòu)成微機(jī)保護(hù)裝置的硬件平臺提出了更高的要求。針對以上問題本文提出了一種新的微機(jī)保護(hù)設(shè)計方案，設(shè)計了一種基于DSP 和單片機(jī)雙CPU 結(jié)構(gòu)的微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，并應(yīng)用于高壓開關(guān)裝置當(dāng)中DSP 作為主CPU 芯片主要完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和保護(hù)等功能，8051 作為從CPU 主要完成鍵盤處理、液晶顯示處理和通訊等人機(jī)對話功能。此雙核結(jié)構(gòu)具有并行工作，分工明確的優(yōu)點，既保證了繼電保護(hù)的速動性，選擇性、靈敏性和可靠性，又實現(xiàn)了實施測量的高精度。 本文首先根據(jù)礦井高壓電網(wǎng)的實際情況，從理論上分析了礦井高壓電網(wǎng)常見故障的電氣特征，并參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定了相應(yīng)的保護(hù)原理和動作指標(biāo)，尤其是針對礦井供電系統(tǒng)中普遍采用中性點不接地的情況，采用了“基于零序功率方向型”的選擇性漏電保護(hù)原理。然后分析了交流采樣、直流采樣方法的優(yōu)缺點，確定了高壓防爆開關(guān)保護(hù)系統(tǒng)的采樣方式。 保護(hù)系統(tǒng)的硬件是實現(xiàn)保護(hù)原理的平臺，其穩(wěn)定性和可靠性直接影響到保護(hù)功能的實現(xiàn)。本微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)是基于DSP 和單片機(jī)的雙CPU 微機(jī)線路綜合保護(hù)測控裝置，DSP 的采用大大提高了保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)處理速度，雙CPU 結(jié)構(gòu)大大提高了裝置的可靠性。另外，該裝置不僅可以完成繼電保護(hù)功能，而且緊隨當(dāng)前電力系統(tǒng)自動化發(fā)展的需要，還可以完成測量、控制、數(shù)據(jù)通訊的功能，亦即實現(xiàn)保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通訊一體化。
標(biāo)簽： 隔爆型 保護(hù)系統(tǒng) 高壓開關(guān)
上傳時間： 2013-05-17
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隨著我國電力系統(tǒng)不斷發(fā)展，高壓開關(guān)柜以其結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)工作量小、適合于頻繁操作等特點，受到廣大用戶歡迎，并成為高壓開關(guān)向無油化發(fā)展的一大主流。近年來，隨著電力系統(tǒng)不斷向大容量、高電壓、小型化發(fā)展，40.5kV高壓開關(guān)柜在電力系統(tǒng)中也得到普遍的采用。絕緣問題是電力設(shè)備穩(wěn)定、可靠運行的重要影響因素之一，并且絕緣也是高壓電器設(shè)備中的薄弱環(huán)節(jié)，高壓開關(guān)柜故障中很大一部分就是由于絕緣破壞而造成的。因此如何能夠合理的配置母線、真空斷路器及其它電器元件，得到較佳的絕緣配合和設(shè)計，達(dá)到具有高度可靠的絕緣性能，保證高壓開關(guān)柜在配電系統(tǒng)中安全運行，且有較小的安裝空間，是開關(guān)柜設(shè)計中一個值得研究的重要問題。 在計算機(jī)模擬電場分布的求解中，有限元方法以其剖分簡便易行、可適用于多種介質(zhì)和較高的計算效率，已成為電磁場問題求解的主要方法之一。ANSYS是有限元計算方法的代表軟件，通過對模型特征參數(shù)化，使用用戶參數(shù)化設(shè)計語言(APDL)，可以進(jìn)一步提高分析效率，使得整個分析過程自動、通用。 本文從實際產(chǎn)品設(shè)計入手，根據(jù)開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)特點，建立了三維電場數(shù)值計算模型，在滿足技術(shù)條件要求的基礎(chǔ)上，通過采用電場的數(shù)值仿真分析及相應(yīng)實驗研究，描述了40．5kv高壓開關(guān)柜配電系統(tǒng)接地開關(guān)相間及接地柜中全場域電場分布情況，確定了接地開關(guān)在不同情況下的電場分布、變化情況，通過理論的計算和分析，對產(chǎn)品的絕緣進(jìn)行了校核與驗證，進(jìn)而得到合理的布置結(jié)構(gòu)和達(dá)到最佳的絕緣配合，為實際產(chǎn)品的開發(fā)和設(shè)計提供了理論依據(jù)。
標(biāo)簽： 高壓開關(guān)柜 電場 分
上傳時間： 2013-07-27
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高中壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的開關(guān)設(shè)備，用高中壓斷路器保護(hù)電力系統(tǒng)至今已經(jīng)歷了一段漫長歷史。從最初的油斷路器發(fā)展到壓縮空氣斷路器，再到目前作為無油化開關(guān)的真空斷路器和SF6斷路器。其中真空斷路器以其小型化和高可靠性等優(yōu)點，已在高中壓領(lǐng)域得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。作為真空斷路器的核心部件，真空滅弧室的研究和開發(fā)顯得尤為重要。 真空滅弧室的小型化是國外關(guān)注的問題，我國很多相關(guān)的研究所和高等院校都曾作過不少研制工作，研究的方向是采用各種縱向磁場結(jié)構(gòu)電極的真空滅弧室和尋求新的觸頭材料。由于縱向磁場結(jié)構(gòu)的電極開斷能力強(qiáng)，在額定短路開斷電流、設(shè)計裕度和工藝水平相同的情況下，縱向磁場的電極比橫向磁場的電極小得多。因此，采用縱向磁場結(jié)構(gòu)電極的真空滅弧室可以縮小整體尺寸。 本設(shè)計從真空滅弧室的具體模型出發(fā)，應(yīng)用ANSYS8.1的電磁場分析軟件，對600A的真空滅弧室觸頭間的縱磁場進(jìn)行計算與分析，可得到接近實際的動、靜觸頭電流流向矢量分布圖，線圈磁感應(yīng)強(qiáng)度與線圈幾何尺寸的關(guān)系，觸頭開距對磁場分布的影響及電弧在不同位置時的受力分析等。由不同線圈截面積與縱磁磁場強(qiáng)度的關(guān)系分布，可得出在分?jǐn)嚯娏鞑蛔兊那闆r下，線圈愈小磁場強(qiáng)度愈強(qiáng)。由觸頭開距與磁場強(qiáng)度的關(guān)系，可見觸頭間距越小，兩觸頭間越能獲得較大的磁感應(yīng)強(qiáng)度。對真空滅弧室極問磁場分布以及電弧在觸頭上不同位置受力進(jìn)行分析，結(jié)果表明隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度變小，電弧受力也相對的變小。 通過ANSYS仿真分析，為真空斷路器滅弧室的設(shè)計提供了比較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資料。進(jìn)而使產(chǎn)品的設(shè)計、開發(fā)建立在較為科學(xué)的基礎(chǔ)上，為產(chǎn)品實際研制提供理論依據(jù)。
上傳時間： 2013-06-20
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本文針對我國當(dāng)今大型倉庫、大型糧庫的監(jiān)測與控制現(xiàn)狀，進(jìn)行研究開發(fā)，采用較為實用和先進(jìn)的單片微型機(jī)控制系統(tǒng)，運用溫度傳感器和濕度傳感器對溫度、濕度的敏感性設(shè)計了一種基于多級通訊總線的糧庫溫、濕度自動監(jiān)測系統(tǒng)，主要包括通訊控制總站以及下位機(jī)的設(shè)計。操作人員可以通過向通訊控制總站發(fā)送命令，提取下位機(jī)溫、濕度數(shù)據(jù)，下位機(jī)實現(xiàn)溫、濕度檢測；同時可以查看歷史檢測數(shù)據(jù)，進(jìn)行糧情分析和糧庫管理等一系列操作。 溫濕度的測量和控制系統(tǒng)通常被認(rèn)為是一項較為簡單的控制技術(shù)，但是由于濕敏元件的穩(wěn)定性差，壽命短等問題，實際應(yīng)用系統(tǒng)中能正常運行的不多，除非建立有嚴(yán)格的管理制度，而且管理人員的綜合素質(zhì)要達(dá)到一定的要求。所以，本文重點分析了濕敏傳感測量的機(jī)制，選型和技術(shù)措施。在研究了多種濕度傳感器性能的基礎(chǔ)上選用了合適的濕度傳感器，這是本設(shè)計的一個重點。本設(shè)計還有一個重點，用CPLD設(shè)計了一個模擬開關(guān)和顯示部分。 本設(shè)計研制的上位機(jī)采用PC機(jī)，通過RS-232接口與轉(zhuǎn)換器相連，轉(zhuǎn)換器通過RS-485總線連接下位機(jī)，實現(xiàn)監(jiān)控室與現(xiàn)場的數(shù)據(jù)通信。每臺下位機(jī)位于各糧倉內(nèi)，需要監(jiān)測256路的溫、濕度信號，為了能實現(xiàn)共256路溫濕度的數(shù)據(jù)采集工作，本設(shè)計中用CPLD設(shè)計了一個模擬開關(guān)，每次只采集一路數(shù)據(jù)送入到單片機(jī)中去；另外，本設(shè)計的顯示部分也獨特的選用了CPLD來實現(xiàn)。正常情況下上位機(jī)每4小時向下位機(jī)發(fā)布一次檢測信號(同時在任何時刻也可監(jiān)控某個糧倉的溫濕度情況)，下位機(jī)利用PICl6F877單片機(jī)來實現(xiàn)糧倉中128路溫度和128路濕度的測控。 該糧倉溫、濕度測控系統(tǒng)實用性強(qiáng)，成本低，數(shù)據(jù)傳輸效率高，可靠性好。它不儀可以應(yīng)用于糧庫的監(jiān)控管理，而且也可推廣到其他監(jiān)控領(lǐng)域，因此具有廣泛的應(yīng)用前景。
上傳時間： 2013-05-23
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隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展和人民生活水平的提高，對供電質(zhì)量的要求也越來越高，電壓是標(biāo)志電能質(zhì)量的一個基本技術(shù)指標(biāo)，它與無功功率密切相關(guān)。本文闡述了電壓無功綜合控制對于電力系統(tǒng)運行及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重大意義；綜述了國內(nèi)外在這一領(lǐng)域中的研究所取得的成果、面臨的問題和發(fā)展的前景。針對目前我國應(yīng)用最為廣泛、性能價格比最佳的并聯(lián)電容與有載調(diào)壓變壓器綜合控制裝置的研制開發(fā)中所涉及的問題進(jìn)行了較全面的分析與研究，提出了一種符合當(dāng)前變電站綜合自動化發(fā)展需要的可靠性高、組態(tài)靈活、功能齊全的變電站電壓無功綜合控制方案。該方案主控單元選用抗干擾能力強(qiáng)、指令豐富、擴(kuò)展靈活、通訊聯(lián)網(wǎng)能力強(qiáng)的西門子S7-226PLC作為控制核心；參數(shù)檢測單元選用可靠性高、具有通訊功能的智能型綜合電量變送器；控制主機(jī)通過與參數(shù)檢測單元通訊獲得所需參數(shù)，同時還可與上位機(jī)或其他具有串口的設(shè)備通訊。采用的電壓無功控制策略，從系統(tǒng)的實際需要出發(fā)，充分考慮了影響電壓無功控制效果的主要因素，控制決策以實時計算數(shù)據(jù)為參考，控制精度高，并有效避免了無效調(diào)節(jié)對設(shè)備及系統(tǒng)造成的危害；控制軟件根據(jù)已經(jīng)確定的控制算法做出控制決策并能夠完成系統(tǒng)運行方式的自動識別、電容器的循環(huán)投切，電容器及分接頭的保護(hù)及通訊等功能。文中還闡述了電容器接線形式選擇、串聯(lián)電抗及高壓真空開關(guān)的選擇依據(jù)以及變壓器調(diào)檔控制原理。 理論分析和仿真計算均證明了本文中所提出的控制策略的精確性和嚴(yán)密性；試驗證明了該設(shè)計方案先進(jìn)、靈活、可靠、功能齊全，符合電力系統(tǒng)自動化對控制裝置的要求。
上傳時間： 2013-06-01
上傳用戶：hxy200501
永磁電動機(jī)相比其他類型的電動機(jī)其性能指標(biāo)突出，將廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)。但是隨著電機(jī)工業(yè)朝著大容量、高功率密度、小體積的趨勢發(fā)展，永磁電動機(jī)溫升與其它各項指標(biāo)在配合上發(fā)生了分歧。為了解決這些問題，就要對永磁電機(jī)進(jìn)行合理的冷卻設(shè)計及溫度計算。永磁電機(jī)的溫升計算除了要考察定子繞組處的受熱，同時也要兼顧永磁體的溫度情況‰本文對永磁電機(jī)的溫度計算及冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了如下分析設(shè)計： 首先，通過電磁學(xué)與傳熱學(xué)、流體力學(xué)等邊緣學(xué)科，對永磁電機(jī)進(jìn)行溫度場分析。其中對自冷徑向永磁電機(jī)溫度場進(jìn)行詳細(xì)地分析與計算。利用等效熱網(wǎng)絡(luò)法，即離散網(wǎng)格，使參數(shù)集中化，列出方程組，解出各剖分點的溫度值。采用與其相對應(yīng)的經(jīng)驗公式及實驗結(jié)果確定永磁電機(jī)的散熱系數(shù)。 其次對徑向永磁電機(jī)的損耗分布進(jìn)行說明，不僅從數(shù)量上對槽內(nèi)繞組損耗和端部繞組損耗做出了區(qū)分，而且從理論上對定子軛部和定子齒部的損耗進(jìn)行分析，以確保在損耗分布上盡量使誤差減少。其次利用ANSYS、ANSOFT軟件，采用有限元方法對永磁電機(jī)穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)時的溫度分布情況進(jìn)行分析。利用上述方法對TYJS機(jī)床電機(jī)4.4kW-3000進(jìn)行分析，比較其理論值與實驗值之問的誤差，結(jié)果比較滿意。 最后，本文對5kW-450雙定子-單轉(zhuǎn)子盤式電機(jī)的溫度場進(jìn)行分析。由于徑向電機(jī)與盤式電機(jī)在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別，分別對盤式電機(jī)的損耗分布、散熱系數(shù)的求取等不同之處與徑向電機(jī)進(jìn)行比較。對盤式電動機(jī)外部冷卻系統(tǒng)的設(shè)計上，采用假定系數(shù)法，反推風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，合理地設(shè)計了該樣機(jī)的冷卻系統(tǒng)。通過以上的分析，能夠較準(zhǔn)確計算電機(jī)的溫度值，從中得出其局部過熱點。這樣給電機(jī)的改進(jìn)和研制都帶來了方便。
上傳時間： 2013-06-14
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