永磁同步發電機由于一系列高效節能的優點,在工農業生產、航空航天、國防和日常生活中得到廣泛應用,并且受到許多學者的關注,其研究領域主要涉及永磁同步發電機的設計、精確性能分析、控制等方面。 本課題作為國家自然科學基金項目《無刷無勵磁機諧波勵磁的混合勵磁永磁電機的研究》的課題,主要研究永磁電機的電磁場空載和負載計算,求出永磁電機的電壓波形和電壓調整率,為分段式轉子的混合勵磁永磁電機的研究奠定基礎,主要做了以下工作: 首先介紹了永磁同步發電機的基本原理,包括永磁同步發電機的結構形式和永磁同步發電機的運行性能,采用傳統解析理論給出了電壓調整率的計算方法及外特性的計算模型;然后用有限元ANSYS對永磁同步發電機樣機進行實體建模,經過定義分配材料、劃分網格、加邊界條件和載荷、求解計算等,得到矢量磁位Az、磁場強度H、磁感應強度B等結果,直觀地看出電機內部的磁場分布情況。 其次根據電磁場計算結果,應用齒磁通法對其進行后處理。該方法求解轉子在一個齒距內不同位置處的磁場,以定子齒的磁通為計算單位,根據繞組與齒的匝鏈關系,計算出磁鏈隨時間的變化,進而得到永磁同步發電機空、負載時電壓大小及波形。通過計算結果寫實驗結果對比,驗證了齒磁通法的正確性,為計算永磁同步發電機各種性能特性提供有力工具。 最后,基于齒磁通法對永磁同步發電機的外特性進行了深入研究,定量分析了結構參數對外特性的影響規律,提出了有效降低電壓調整率的方法的是:增加氣隙長度g的同時,適當增加永磁體的磁化方向的長度hm;此外,要盡量的減少每相串聯匝數N和增大導線面積以減小阻抗參數。通過改變電機的結構參數,對其電磁場進行計算,找到永磁電機電壓調整率的變化規律,為加電勵磁的混合勵磁永磁電機做準備,達到穩定輸出電壓的目的。
上傳時間: 2013-04-24
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由于能源危機和環境污染,世界各國均在投巨資發展電動汽車。燃料電池電動汽車成為電動汽車發展的“熱點”。大功率DC/DC變換器能夠改善燃料電池的輸出特性,是燃料電池轎車動力系統中關鍵的零部件。然而它作為一種BUCK形式的開關電源,主電路是很強的電磁干擾源,產生的干擾可能通過電源線進入到控制電路板,同時控制電路部分也要用小功率的開關電源進行穩壓,因此也可能產生開關噪聲經電源線向外傳輸。因此就必須在控制電路輸入端設計電磁干擾(Electromagnetic Interference,EMI)濾波器進行傳導干擾的抑制。 本論文首先討論了DC/DC變換器的工作原理,分析了變換器產生傳導干擾從而影響控制電路正常工作的原因。 其次全面、系統地闡述了EMI濾波器的相關理論,包括阻抗失配原則、人工電源網絡、濾波網絡、插入損耗等重要概念。接著研究了濾波元件的選取原則,并針對關鍵點之一—高頻性能展開了分析,借助仿真觀察了元件寄生參數的影響,提出了改善濾波器高頻性能的部分方法。 隨后介紹了濾波器的設計方法,除了介紹通用的設計方法外,著重分析了濾波器設計中的另一個關鍵點—噪聲源阻抗的影響、測量及估算,并在此基礎上系統地形成了基于源阻抗的設計方法,同時也考慮了濾波器與開關電源連接時可能出現的系統不穩定性問題,通過仿真分析提出解決方案。 然后闡述了EMI濾波器在工程應用中的各種注意事項。 最后結合DC/DC變換器控制電路的實際干擾情況,設計了EMI濾波器,使控制電路電源輸入端的傳導干擾基本下降到相關電磁兼容標準(CISPR25)的三級限值以下。
上傳時間: 2013-06-15
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性價比超高的U盤讀寫模塊-PB375,兼容CH375讀寫操作 1. 功能 ● 用于嵌入式系統/單片機讀寫U 盤、閃盤、閃存盤、USB 移動硬盤、USB 讀卡器等。 ● 支持符合USB 相關規范基于Bulk-Only 傳輸協議的各種U 盤/閃存盤/外置硬盤。 ● 支持文件系統FAT12 和FAT16 及FAT32 ● 文件操作功能:新建、刪除、讀寫數據,打開關閉文件等。 ● SPI接口,支持3.3V電平 ● 兼容CH375模塊的操作命令 ● 單芯片解決方案,該模塊只需要一個主控芯片外加少量的電容電阻便可,相對于51MCU+SL811/CH375的模塊,無論模塊尺寸還是成本都有著極大的優勢。 ● 模塊尺寸:38mm*40mm ● 該模塊可根據要求進行定制 基本不需要占用單片機系統的存儲空間,最少只需要幾個字節的RAM 和幾百字節的代碼。 2. 價格 相比51MCU+SL811/CH375方案有著極其強的價格優勢 3. 參數 兼容CH375模塊的讀寫操作命令,新建、刪除、讀寫數據,打開關閉文件 4. 應用 ? 桌上型儀表及便攜式儀表 ? 電子醫療儀表 (血壓計、血糖計、血脂計、心電機等) ? 運動器材(跑步機、搖擺機、、等等之器材) ? 汽車行車記錄器,稅控機 ? 電子系統參數設定 ( 溫度控制、行程控制等等之設備) ? CNC 自動化設備 ( 程序存取設定) ??數據采集 5. 聯系方式 聯系人:肖武 電話:13728690655 地址:深圳市南山區高新中四道30號龍泰利大廈304
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上傳時間: 2013-07-07
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作為世界上發展最快的可再生能源,風能受到了世界各國的關注。隨著風機數量的增加,研究電網故障時風力發電機的動態響應特性越來越重要。 本文以“3.2MW永磁風力發電機系統分析”為工程背景,旨在研究3.2MW永磁風力發電機及其系統在各種正常和非正常工況下的動態性能,分析變流系統和控制方法對電機性能的影響,為電機的優化設計提供參考。 首先,在對永磁風力發電機的基本理論進行論述的基礎上,分析了變轉速變槳距控制策略,并基于Matlab/Simulink建立了風力發電機模型,通過仿真分析了最大功率跟蹤和變槳距控制下發電機的性能。 其次,研究了雙PWM變流系統電機側變流器和網側變流器的控制方法,并基于Matlab/Simulink搭建了基于轉速外環、電流內環雙PI調節器的電機側控制器模型及基于電網電壓定向的電壓外環、電流內環控制的網側控制器模型。 最后,基于Matlab/Simulink對電網短路及電網電壓跌落下不同控制方法下的永磁風力發電機系統的動態性能進行仿真;并對永磁風力發電機機端短路下的運行性能進行仿真,結果表明:網側變流器的電流變化以及直流母線的電壓波動對永磁風力發電機系統的動態性能影響較大,通過控制網側變流器電流、直流母線電壓的穩定,可以有效提高永磁風力發電機系統的動態性能;給定的電機設計參數符合短路電流倍數要求;永磁風力發電機通過變流裝置并網可大大減小故障對發電機的沖擊。
上傳時間: 2013-04-24
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太陽能發電在世界能源危機的今天飛速發展,已成為新能源的主流之一。逆變器作為主要的能量變換裝置器件,其性能的好壞直接影響著整個光伏系統的效率。本文采用電壓外環、電流內環的雙環控制策略,保證了系統的動態響應速度快,穩態誤差小。為此,論文主要對系統的電路拓撲結構、數學模型、控制方法以及基于FPGA的軟件實現方法等技術進行了分析研究。 本文首先通過對幾種常見的數學模型分析方法的比較,選擇適合本文的數學建模方法。文中給出了逆變器的拓撲結構,詳細論述了其工作原理,對該逆變器不同工作狀態下的等效電路進行分析,并利用狀態空間平均法建立了逆變器數學模型,確定主要元件的參數。 隨后對當前比較流行的幾種逆變電路的控制方法進行了對比分析。本文采用的基于SPWM控制的電壓電流雙環控制的算法,具有開關頻率固定、物理意義清晰、實現方便的優點,保證系統的穩態誤差小,動態響應速度快。通過分析幾種最大功率跟蹤算法各自的優缺點,最后給出了改進的最大功率跟蹤算法,保證系統輸出最大功率。 最后用FPGA實現了系統控制方案的設計。整機測試結果表明:該逆變器的性能指標基本達到了設計要求,驗證了數學模型和控制策略的有效性和理論分析的正確性和可行性。
上傳時間: 2013-07-25
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電源是電子設備的重要組成部分,其性能的優劣直接影響著電子設備的穩定性和可靠性。隨著電子技術的發展,電子設備的種類越來越多,其對電源的要求也更加靈活多樣,因此如何很好的解決系統的電源問題已經成為了系統成敗的關鍵因素。 本論文研究選取了BICMOS工藝,具有功耗低、集成度高、驅動能力強等優點。根據電流模式的PWM控制原理,研究設計了一款基于BICMOS工藝的雙相DC-DC電源管理芯片。本電源管理芯片自動控制兩路單獨的轉換器工作,兩相結構能提供大的輸出電流,但是在開關上的功耗卻很低。芯片能夠精確的調整CPU核心電壓,對稱不同通道之間的電流。本電源管理芯片單獨檢測每一通道上的電流,以精確的獲得每個通道上的電流信息,從而更好的進行電流對稱以及電路的保護。 文中對該DC-DC電源管理芯片的主要功能模塊,如振蕩器電路、鋸齒波發生電路、比較器電路、平均電流電路、電流檢測電路等進行了設計并給出了仿真驗證結果。該芯片只需外接少數元件就可構成一個高性能的雙相DC-DC開關電源,可廣泛應用于CPU供電系統等。 通過應用Hspice軟件對該變換器芯片的主要模塊電路進行仿真,驗證了設計方案和理論分析的可行性和正確性,同時在芯片模塊電路設計的基礎上,應用0.8μmBICMOS工藝設計規則完成了芯片主要模塊的版圖繪制,編寫了DRC、LVS文件并驗證了版圖的正確性。所設計的基于BICMOS工藝的DC-DC電源管理芯片的均流控制電路達到了預期的要求。
上傳時間: 2013-06-06
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風光互補發電系統作為新能源技術應用的重要組成部分越來越受到人們的青睞,所以將此作為新能源研究的切入點,進行一些有益的嘗試和探索。 本文從太陽能電池的光生伏打效應入手,推導出太陽能電池的U-I曲線,并以此作為最大功率跟蹤(MPPT)技術的理論基礎。針對小風機的發電技術也存在的MPPT技術,文章進行了統一性研究,給出了新的控制策略--變步長擾動觀察控制。為了提高系統的充放電效率,文章還對三段式充放電、均衡充電、溫度補償等蓄電池充電理論進行了闡述。 根據上述理論,結合工程實際,設計了風光互補控制器的電路。利用電壓霍爾和電流霍爾實現了風機電壓、太陽能電池電壓、蓄電池電壓和充電電流的實時采樣,利用TMS320F2812DSP的EVA與AD模塊軟件實現對蓄電池欠壓、過壓、運行等模式的智能充放電管理。針對風力發電機的輸出電壓波動大的問題,系統提供了硬件和軟件的風機過速智能保護系統。本系統采用MPPT的控制策略提高了整個系統的效率,設計提供了一套LCD顯示界面和一組LED指示燈增強系統管理的友好性。為了解決風光互補控制器芯片的供電問題,設計了一套以UC3843PWM芯片為核心的反激式輔助電源。該電源用硬件實現了電流內環、電壓外環的雙環控制策略,提高了系統供電的可靠性和穩定性。 研制出了一臺風光互補控制器樣機,進行了有關實驗、檢測與調試。實驗波形和數據都顯示該系統運行穩定可靠,達到了設計要求。該方案可為風光互補控制器的工程設計提供一定的參考。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著計算機技術的迅猛發展,受其影響的儀器行業也發生了巨大的變革,即儀器的手動操作使用改為計算機控制自動測試。隨著自動測試技術和程控儀器的發展,除了要求物理硬件接口標準化外,也要求軟件控制標準化。 硬件方面,從20世紀50代自動測試概念建立起,經過初期專用接口、半專用接口到20世紀80年代中期才普及推廣開放式標準接口總線,如RS232串行通信接口總線、GPIB通用接口總線、PXI計算機外圍儀器系統總線、VXI塊式儀器系統總線等。 軟件方面,1987年6月頒布的IEEE488.2(程控儀器消息交換協議)標準首先解決了數據結構方面的問題,但仍將大量的器件語義留給設計者自由定義。1990年4月,國際上九家儀器公司在IEEE488.2基礎上提出了SCPI(Standard Commands for Programmable Instruments程控儀器標準命令),才使程控儀器器件數據和命令得到標準化。SCPI的總目標是縮短自動測試系統程序開發時間,保護儀器制造者和使用者雙方的硬、軟件投資,為儀器控制和數據利用提供廣泛兼容的編碼環境。 儀器接收到SCPI消息后進行響應:接收字符串消息、詞法分析、語法分析、中間代碼生成、優化和目標代碼生成,語法分析模塊的性能直接影響到程控執行效率。為了進一步簡化儀器內語法分析模塊、提高程控執行效率,本課題提出了在接口電路中加入解析模塊的思想,可將控制器發送到儀器的SCPI消息即復雜的ASCII碼字符串轉變為簡單的二進制代碼。采用此解析模塊將大大簡化儀器設計者的軟件工作,既能實現儀器語言標準化又能提高儀器對遠程 控制的響應速度,這在研究實驗室內的自制儀器時將是很有用的。 儀器接口有很多種,本課題主要討論了RS232和GPIB兩種接口。本設計中儀器接口板是獨立于儀器的,與儀器單獨使用微處理器,若要與儀器連接實現通信只需在兩微處理器之間進行通信即可,這樣做的目的是:一方面可以不影響儀器的設計和操作,一方面可以實現接口板的通用性和儀器的可換性。針對于RS232接口為一簡單接口,我先將工作重心放在軟件設計上,主要考慮怎樣把復雜的ASCII碼字符串解析為簡單的二進制代碼。針對于GPIB接口,軟件設計的主要部分已完成,再把工作重心放在硬件設計上,采用性價比更高的CPID實現GPIB接口芯片NAT9914。為了觀察解析結果還加入了LCD顯示。本設計在開發通用的、低價的儀器接口板方面做了一個有益的嘗試,為進一步的自動測試系統研究打下了基礎。 關鍵詞:儀器;SCPI;RS232接口;GPIB接口;CPLD
上傳時間: 2013-04-24
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隨著電力電子技術的發展,各類電力電子裝置應運而生,這些產品在出廠前需要根據不同的需要進行相應的測試和校驗。傳統的負載測試存在著能耗大、靈活性差等諸多缺點,已經越來越不能滿足各種測試場合的要求,特別是一些要求用動態變化的負載、非線性負載、具有負阻特性的負載以及有源負載等測試場合。因此針對這一問題,本文利用電力電子技術結合計算機技術、控制技術等設計了一種通用的交流電子負載模擬裝置,以滿足各種測試場合的要求。 @@ 交流電子負載是一種可以模擬真實負載的電力電子裝置,它不但可以模擬傳統的線性負載,也可以模擬各種非線性負載、有源負載等其他形式的負載。目前國內外對電子負載的研究還不成熟,有些是使交流電源按照一定的功率放電,但是輸出電流卻與真實負載測試下的電流有較大的差別;而有些雖然能夠準確控制電源的放電電流取得和真實負載一樣的效果,但試驗電能完全被消耗掉,造成很大的浪費。本文研究的新型交流電子負載克服了以上電子負載方案的缺點,可以滿足各種試驗場合的測試需求,能夠在很大程度上減少能量浪費,豐富試驗樣式且節約試驗成本。 @@ 本文分析了能饋式交流電子負載的模擬原理,確定了采用中間直流環節的交-直-交主電路結構,其一端接待測交流電源,另一端接低壓交流電網。前級負載模擬環節和后級能量回饋環節均采用可四象限運行的電壓型PWM(Pulse Width Modulation)變換器。負載模擬環節直接與待測電源連接,采用電流滯環瞬時值比較方式,使電源輸出的實際電流信號準確、快速的跟蹤其指令電流信號值,使得電子負載對待測電源呈現設定的負載形式,完成電子負載的模擬功能;能量回饋環節與電網連接,通過控制輸出電流與電網電壓同頻、同相位,實現試驗電能的單位功率因數回饋電網的目的,變換器的控制采用常規的雙閉環控制方式,電流內環控制實際電流跟蹤指令值的變化,電壓外環通過控制輸出電流的大小使直流側母線電壓穩定為設定指令值。 @@ 電子負載系統在負載模擬部分通過人機接口設定具體負載形式和負載屬性,為了更加準確快速的得到電流指令信號值,文中采用更加直接的數值計算方 法,由數字信號處理器實時計算出該給定負載模式下的指令電流值。使用交流小信號分析法得到了系統的頻域方塊圖,并對主電路元件參數以及調節器進行了優化設計。針對大功率開關管開關頻率存在的限制,本文提出了幾種提高電流跟蹤精度的改進方法,取得了良好的效果。整個系統在PSIM平臺上進行了不同工作模式下的仿真,仿真結果表明方案切實可行。最后依據仿真方案設計基于TMS320F2812的控制系統和功率電路,使用PROTEL軟件進行了原理圖的繪制。@@關鍵詞:電子負載;能量回饋;電壓型變換器;滯環PWM電流控制;雙閉環;PWM整流器
上傳時間: 2013-05-26
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數字技術、電力電子技術以及控制論的進步推動弧焊電源從模擬階段發展到數字階段。數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模集成、方便升級,成為焊機的發展方向,推動了焊接產業的巨大發展。針對傳統的埋弧焊電源存在的體積大、控制電路復雜、可靠性差等問題,本文提出了雙逆變結構的焊機主電路實現方法和基于“MCU+DSP”的數字化埋弧焊控制系統的設計方案。 本文詳細介紹了埋弧焊的特點和應用,從主電源、控制系統兩個方面闡述了數字化逆變電源的發展歷程,對數字化交流方波埋弧焊的國內外研究現狀進行了深入探討,設計了雙逆變結構的數字化焊接系統,實現了穩定的交流方波輸出。 根據埋弧焊的電弧特點和交流方波的輸出特性,本文采用雙逆變結構設計焊機主電路,一次逆變電路選用改進的相移諧振軟開關,二次逆變電路選用半橋拓撲形式,并研究了兩次逆變過程的原理和控制方式,進行了相關參數計算。根據主電路電路的設計要求,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,選擇集成驅動芯片EXB841作為二次逆變電路的驅動。 本課題基于“MCU+DSP”的雙機主控系統來實現焊接電源的控制。其中主控板單片機ATmega64L主要負責送絲機和行走小車的速度反饋及閉環PI運算、電機PWM斬波控制以及過壓、過流、過熱等保護電路的控制。DSP芯片MC56F8323則主要負責焊接電流、焊接電壓的反饋和閉環PI運算以及控制焊接時序,以確保良好的電源外特性輸出。外部控制箱通過按鍵、旋轉編碼器進行焊接參數和焊接狀態的給定,預置和顯示各種焊接參數,快速檢測焊機狀態并加以保護。 主控板芯片之間通過SPI通訊,外部控制箱和主控板之間則通過RS—485協議交換數據。通過軟件設計,實現焊接參數的PI調節,精確控制了焊接過程,并進行了抗干擾設計,解決了影響數字化埋弧焊電源穩定運行的電磁兼容問題。 系統分析了交流方波參數的變化對焊接效果的影響,通過對焊接電流、焊接電壓的波形分析,證明了本課題設計的埋弧焊電源能夠精確控制引弧、焊接、 收弧等焊接時序,并可以有效抑制功率開關器件的過流和變壓器的偏磁問題,取得了良好的焊接效果。 最后,對數字化交流方波埋弧焊的控制系統和焊接試驗進行了總結,分析了系統存在的問題和不足,并指出了新的研究方向。 關鍵詞:埋弧焊;交流方波;數字化;逆變;軟開關技術
上傳時間: 2013-04-24
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