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能量消耗

能量收集技術

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標簽： 能量收集

上傳時間： 2022-03-19

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基于數字信號處理的超聲手術刀電源控制電路設計與實現

目的:自主研制一款超聲手術刀電源控制系統,以減少能量的消耗,維持手術刀的正常溫度。方法:對超聲換能器在諧振附近的等效電路建立模型,并設計基于數字信號處理(DSP)的超聲手術刀的硬件控制系統。結果:經對電源控制系統的電路和工作性能測試,生成的電流和電壓的有效值等參數,能夠及時調整電源的頻率,并達到預期的功能指標,使超聲手術刀工作在諧振狀態。結論:以DSP為核心設計的超聲手術刀電源控制系統,測試指標均能夠達到預期的要求,能夠使系統在諧振狀態下工作。Objective: To independently develop a power control system of ultrasonic scalpel so as to reduce the energy consumption and maintain the normal temperature of ultrasonic scalpel. Methods: In this paper, the model of equivalent circuit of ultrasonic transducer nearby syntony was built up, and the hardware control system of ultrasonic scalpel based on digital signal processing(DSP) was designed. Results: Through testing the circuit and work performance of power control system, the series of parameters such as effective value and so on which were produced by this system could adjust frequency of power source in time and attain anticipative functional indicator, and it took the ultrasonic scalpel to work in syntonic situation. Conclusion: The tested indicators of power control system of ultrasonic scalpel based on the kernel design of DSP can attain anticipative requirement, and can take this system to work in syntonic situation.

標簽： 數字信號處理超聲手術刀電源控制

上傳時間： 2022-04-03

上傳用戶：bluedrops
電壓無功控制器人機交互界面設計

在電力系統中，發電機輸出的功率有兩種，一種是有功功率，另外一種是無功功率。有功功率是保持電設備正常運行的功率，無功功率反映了無源網絡中電源與電容和電感之間的能量轉換，雖未被網絡消耗，但反映了網絡內部與外部交換能量能力的大小。大多數電力電子裝置的功率因數很低，它們所消耗的無功功率在電力系統所輸送的電量中占有很大的比例。無功功率增加會導致電流的增大，設備及線路的損耗增加，導致大量有功電能損耗。同時使功因數偏低、系統電壓下降。無功功率如果不能就地補償，用戶負荷所需要的無功功率全靠發、院電設備長距離提供，就會使配電、輸電和發電設施不能充分發揮作用，降低發、輸電的能力，使電網的供電質量惡化，嚴重時可能會使系統電壓崩潰，造成大面積停電事故所以當無功電源容量不足時，會使電氣設備的容量得不到充分利用，降低饋電線路的輸電能力，增大線損，使系統電壓難以保證，電網向用戶輸送功率的能力也受到影響。隨著電網容量的不斷增加，對電網無功功率的要求也與日俱增，因此解決好配電電網的無功補償問題，對電網的安全和節能降耗有著重要的現實意義。\/供電系統常山于感性負截過重，造成感性無功過大，電能質量下，，功率因數過低。為提高電能質量和功率因數，維護電力系統安全、穩定地運行，常需在低壓側裝設無功補償裝置。電力設備的無功補償裝置可以分為兩部分，即硬件部分和軟件部分，而軟件部分的設備有一項重要的內容即人機界面的交互部分，如果能有一個更為人性化的人機界面，勢必會使無功補償裝置操作更為簡單方便。

標簽： 電壓無功控制器人機交互

上傳時間： 2022-06-18

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汽車永磁起動機的計算機輔助設計、磁極優化及動態過程仿真.rar

該文首先根據與起動機相配套的發動機的技術性能要求分別對以鐵氧體永磁材料和NdFeB永磁材料為磁極的汽車起動機進行了電磁結構設計及性能計算,并用FORTRAN語言編制了永磁起動機的電磁設計核算程序.在以上工作的基礎上試制了樣機并進行了實驗,實驗值與設計值基本吻合.然后針對目前國內永磁材料價格昂貴的現實情況,為了減少成本、降低材料消耗和減小體積和重量,使之更具市場競爭力,在原有電磁設計的基礎上,利用遺傳算法,對電機永磁體磁極進行了優化設計.最后,根據汽車起動機的運行過程為動態運行,無穩態可言的情況,在建立了包括電磁模型和機械模型在內的永磁起動機的數學模型的基礎上,用MATLAB語言編制了仿真程序,對汽車永磁起動機的動態運行過程進行了計算機仿真,仿真值與設計值、實驗值基本吻合,從而驗證了理論分析的正確性.

標簽： 汽車動態過程仿真

上傳時間： 2013-05-26

上傳用戶：秦莞爾w
節能型電動車交流驅動系統的研究和設計.rar

該文通過研究直流調速系統雙向功率變換電路,提出一種ZCZVS Boost雙向DC/DC變換器與VVVF變頻調速器相結合,驅動鼠籠型異步電機的節能型電動車交流驅動系統.該系統在功能上實現了車輛剎車減速或下坡制動時能量的回饋,達到節能、提高能量使用效率和增加車輛行駛距離的目的;采用交流異步電機,克服了傳統直流驅動系統的諸多缺陷,降低了成本,減少了維護;采用ZCZVS技術,降低了電磁干擾和損耗,提高了效率;另外,在逆變主電路中采用IPM模塊,簡化了系統結構,節約了空間,提高了整個系統的可靠性和經濟性.論文詳細分析了系統工作原理,進行了拓撲和參數設計,并完成一套300W樣機的制作,通過相應的仿真和實驗測試,驗證了系統的可行性,特別適用于頻繁減速或剎車制動的電動車輛.預計該系統在旅游風景區、山城等將有很好的應用前景.

標簽： 節能電動車交流

上傳時間： 2013-07-01

上傳用戶：ls530720646
家用電器中語音識別技術的DSP實現.rar

本文對家用電器中語音識別技術的DSP實現進行了研究。文章介紹了語音識別技術的基本概念，討論了語音識別系統的組成和實現的技術；詳細分析了構成語音識別系統的四個組成部分，包括語音信號數字化與預處理、語音的端點檢測、特征提取與模式匹配。著重介紹了實現端點檢測的短時平均能量與短時平均過零率分析，語音信號的線性預測分析及在此基礎之上的倒譜特征參數，以及實現模式匹配的常用的矢量量化技術、動態時間規整技術和隱馬爾可夫模型；根據提出的語音識別系統的構成，介紹了在MATLAB6.5上實現了采用動態時間規整算法的識別系統的仿真分析。

標簽： DSP 家用電器語音識別技術

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：zwei41
基于CAN總線的變電站測控系統設計.rar

變電站是電力系統的一個重要環節，它的運行情況直接影響到電力系統的可靠、經濟運行。一個變電站運行情況的優劣，在很大程度上取決于其二次設備的工作性能。現在的變電站有三種運行模式：一種是常規變電站，一種是部分實現微機管理、具有一定自動化水平的變電站，再有一種是實現無人值班、全面微機化的綜合自動化變電站。在常規變電站中，其繼電保護、中央信號系統、變送器、遠動及故障錄波裝置等所有二次設備都是采用傳統的分立式設備，而且站內配備大量控制、保護、記錄用屏盤。使裝備設置復雜，占地面積大，日常維護管理工作繁重。這種常規變電站的一個致命弱點是不具備自診斷能力，對二次系統本身的故障無法監測。因此，這種常規變電站已逐漸被淘汰。要提高變電站運行的可靠性及經濟性，一個最有效的方法就是提高變電站運行管理的自動化水平，實現變電站的綜合自動化，以微機化的新型二次設備取代傳統使用的分立式設備。開發集保護、控制、監測及遠動等功能為一體的新型設備，并實現設備共享、信息資源共享，使變電站設計簡捷、布局緊湊，運行更加可靠安全。隨著微型計算機技術、集成電路技術的迅速發展，原來越多的新技術和新產品應用到變電站的二次設備中去，使變電站的二次設備得到不斷的更新換代。該項研究把一種新型的低壓電能量測量芯片與高性能的數字信號處理器(DSP)結合起來，利用DSP體積小、功能強、功耗低、速度快、性價比高等優點，設計出新型的變電站線路測控單元，實現對高壓線路的測量、監視和控制，這種新型的二次設備比傳統的二次設備具有更高的精度和更快的相應速度。與此同時，網絡理論和技術的發展，也使變電站監控系統的結構發生了很大的變化，由原來的集中控制型逐步過渡到功能分散、模塊化的分散網絡型，通過現場總線，使主控室和現場之間的聯系變成了串行通信聯系，從而提高的系統的可靠性和可維護性。CAN總線應用于變電站的監控系統中，組成變電站的數據通信網絡，可以提高系統的抗干擾能力和容錯能力。該文就以上的兩個方面進行研究和設計，主要內容包括：一是在簡單介紹新型電能測量芯片和DSP的基本知識的基礎上，提出了一個變電站測控單元的設計方案，并從從硬件和軟件兩個方面進行了詳細的介紹，主要部分是對測量模塊的設計；二是系統的通信接口模塊設計，從硬件和軟件方面詳細的介紹了通信模塊的三種不同的通信接口的設計，分別是RS-232串行通信、RS-485總線通信、CAN總線通信；三是在分析現代測控系統發展歷史，指出了現場總線測控系統的優越性；四是設計出的測控系統單元的基礎上，利用CAN現場總線構建變電站的綜合監控系統。該文提出的方案、技術以及結論對于變電站監控系統和自綜合動化系統的研究開發、工程設計都具有實際的參考意義。

標簽： CAN 總線變電站

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：fhzm5658
交直流永磁同步發電機的設計與研究.rar

艦船、飛機、移動通訊、石油鉆井平臺等獨立系統中有許多交直流電力并存的場合，需要實現發供電系統的小型化、高功率密度、高可靠性以及高品質。常規的電勵磁發電機因為帶有電刷使供電系統的運行安全存在隱患，并且勵磁機的使用增加了電機的體積和損耗。為使系統節能高效，本文設計并制作了應用于獨立交直流電力系統的交直流永磁同步發電機。永磁電機定子上帶有三套三相繞組，一套繞組用于提供交流電力，其余的兩套繞組相位互差30度電角度，接整流器為直流負載供電。文中對電機的設計以及電機的基本性能進行探討。為了減小永磁發電機的電壓調整率，在電機的交軸與電機的永磁磁極尾部之間加一軟磁材料，通過增加電機負載時的交軸電抗壓降，來改善電機的電壓調整率。首先，針對永磁電機設計的特殊性，應用二維有限元法計算電機的電磁場以確定電機的主要尺寸，并討論了不同軟磁材料尺寸對電機的影響。文中還根據電磁場的計算結果，應用傅立葉級數計算了電機的空載感應電動勢以用于預測電機的性能，使用能量攝動法計算了計及飽和、槽影響下的電機電感參數。考慮到永磁材料的溫度性能問題，應用電磁場和溫度場耦合的方式計算了電機穩態時的溫度場。然后，為了了解永磁同步發電機的主要電磁關系，研究了電機的數學模型，推導了考慮漏磁時具有三套互差一定電角度三相繞組的永磁發電機在dq0坐標系下的方程，可以看到，在dq0坐標系下電機的電感參數為常數。這樣，利用這個特性，在對電機運行性能進行研究時，可以得到簡化電磁方程。根據電機穩態運行時的方程，得到了電機的向量圖。因為帶有多套繞組的永磁電機中含有較多的諧波，而采用dq0坐標系下的方程會忽略掉氣隙磁場中的諧波分量，為了對電機的仿真更加精確，電機仿真時采用電機在ABC坐標系下的基本電磁方程。應用Matlab/SimPowerSystems中的模塊搭建電機的仿真模型，永磁體的影響用感應電動勢來表示。根據仿真結果與樣機試驗結果的比較發現，兩者吻合良好。另外，本文還設計了一臺電勵磁的交直流發電機，電磁設計結果表明，永磁電機在體積、重量、效率方面都很有優勢。

標簽： 交直流永磁同步發電機

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：ynzfm
三相交流伺服永磁同步電動機的設計研究.rar

在國內，目前工控領域廣泛用到的伺服系統(包括伺服電機和伺服驅動器)有整套購買國外某一個廠商的，也有自己開發電機，然后購買國外的伺服驅動器來配置伺服系統。前一種情況伺服電機與驅動器之間的整合程度是比較高，而后一種情況伺服電機的設計容易忽視與之配套的伺服驅動器的控制策略以及伺服驅動器的輸出電壓，輸出電流特點，很容易造成所設計的伺服電機不能充分發揮其性能以及材料的不合理利用。本文討論了作為伺服電機用的永磁同步電動機在整合伺服驅動器控制方式和輸出電壓、電流特性下的設計過程。本文首先簡要介紹了永磁同步電動機作為伺服電機較其他類型的電機的優勢，接著以永磁同步電動機作為伺服電機，對給定指標要求的永磁同步電動機，在永磁體分別采用表面安裝和內置兩種轉子磁路結構時進行了場路結合的設計與分析，分析了在磁場定向控制方式下兩種轉子磁路結構的永磁同步電動機的工作特性、轉矩脈動等。得出了永磁體表面安裝轉子磁路結構的永磁同步電動機作為伺服電機時更適合磁場定向控制運行的結論。此外，從已經成功設計了的永磁同步電動機出發，整合所設計的永磁同步電動機將要采用的驅動器其控制方式，并在一些有依據的假設前提下確定了電機的能量包函數(包括功率、轉速等一些額定指標)與一些主要尺寸函數表達式。初步得出了一種行之有效的、快速確定使用同一套定轉子沖片伺服電機尺寸的方法。最后試制了樣機以及其在伺服驅動器下進行了實驗，并比較分析了實驗和理論分析的結果。

標簽： 三相交流伺服永磁同步電動機

上傳時間： 2013-05-30

上傳用戶：heminhao
開關磁阻電機的減振降噪和低轉矩脈動研究.rar

開關磁阻電機（SR電機）驅動系統（SRD）是一種先進的機電一體化裝置，但是其較大的振動噪聲和轉矩脈動問題制約了SRD的廣泛應用。本文以減小SR電機振動噪聲和轉矩脈動為主題展開理論分析和實驗研究。主要內容有：由于徑向力引起的定子徑向振動是SR電機噪聲的主要根源，因此徑向力的分析和計算是研究SR電機振動噪聲的基礎。本文利用磁通管法推導出徑向力的解析表達式，定性分析了徑向力與電機結構參數等之間的關系。根據虛位移原理，推導出基于矢量磁勢的電磁力計算公式。該計算方法求解電磁力時只需進行一次磁場計算，不但減小了計算量，同時計算精度較傳統虛位移法高。利用這一計算方法，求出了實驗樣機的轉矩及徑向力的精確數值解。針對在SRD性能仿真時，傳統的非線性插值不但耗時，而且對有限元計算數據量要求高的問題，本文利用人工神經網絡強大的非線性模型辨識能力，成功進行了SR電機磁鏈反演和轉矩計算的模型訓練，最后建立了基于人工神經網絡的SR電機精確解析數學模型。因為SR電機本體結構形式的選擇問題與振動噪聲大小有著密切的關系。本文從噪聲輻射和振動幅值角度探討了SR電機主要尺寸的確定；接著從對稱性、力波階數等角度研究了SR電機相數及繞組連接方式、極數、并聯支路數的選擇問題。并對一些常用的降低電機機械噪聲的措施和方法進行了綜述。系統振動特性的研究對于減小振動噪聲十分重要。本文從振動系統的運動方程出發，導出了從激振力到振動加速度的傳遞函數和系統的自由振動解；然后利用機電類比法得出了SR電機定子系統的固有頻率以及振動振幅的解析解，定性分析了影響振動振幅的各種因素；最后利用基于能量法的有限元解法，通過建立不同的散熱筋結構形式、高度、根數以及形狀的SR電機三維有限元模型，分析得出了最有利于降噪和散熱的散熱筋結構是高度高、根數多、上窄下寬的梯形截面的周向散熱筋的結論。通過建立不同繞組裝配工藝下的SR電機三維有限元模型，分析得出了加強繞組剛度可以提高系統低階固有頻率的結論。通過比較實驗樣機的模態分析結果和運行實驗結果，證實了模態分析的有效性。仿真是計算SRD系統性能和預估電機振動的有效手段。本文在用MATLAB建立SRD系統的非線性動態仿真模型的基礎上，對SRD系統進行了穩態性能仿真、動態性能仿真以及負載突變仿真。接著利用穩態性能仿真，綜合考慮最大平均轉矩和效率這兩個優化目標，對SR電機的開關角進行了優化。最后結合由磁場有限元計算得到的徑向力數據表和穩態性能仿真，通過非線性插值得到徑向力的波形，然后對徑向力波形進行了頻譜分析，從而找到其主要的諧波分量。在電機設計階段避免徑向力波主要頻譜分量與SR電機定子的固有頻率接近而引起共振是降低SR電機噪聲的首要條件。合適的控制策略對于SR電機減振降噪是必不可少的。本文理論推導出三步換相法的時間參數取值公式。仿真證明本取值公式較原先文獻的結論在阻尼比較小時有更好的減振效果。針對SR電機運行中可能出現多個模態振形被激發出來的情況，利用數值優化法對三步換相法的時間參數進行了優化，使得減振效果整體最佳，所提的數值優化方法對兩步換相法同樣有效。在分析已有的直接瞬時轉矩控制的基礎上，針對其不足之處，提出了轉矩定頻控制取代內滯環的方法、開始重疊區域的轉矩控制方法、最佳開關角度二次優化法和時間參數優化的三步換相法等新的控制方案。動態仿真證明這些方案是切實有效的，達到了預期效果。最后在直接瞬時轉矩控制的每一次轉矩斬波都使用三步換相法，和在相關斷時刻根據實際電平靈活選用兩步或三步換相法以減小電機振動噪聲，并提出了考慮減振要求的開關頻率設計方法，最終形成了一套完整的降低振動噪聲和轉矩脈動控制策略。設計并研制了基于TMS320LF2407DSP的SR電機控制器。根據控制策略要求，選用了不對稱半橋功率電路拓撲結構；出于降低成本以及提高可靠性考慮，采用了MOSFET雙路并聯電路方案。在控制軟件中實現了本文所提出的降低SR電機振動噪聲和轉矩脈動控制策略。本文最后對實驗樣機進行了靜態轉矩的測量實驗，對比轉矩測量值與轉矩有限元計算值，驗證了磁場有限元計算的有效性。然后對實驗樣機進行了空載與負載、電流控制與轉矩控制、低速斬波與高速單波、是否采用兩步或三步換相法等一系列對比運行實驗，對比各種實驗結果，充分證實了本文所提出的降低振動噪聲和轉矩脈動控制策略的有效性。本課題組承擔了國家十·五863計劃電動汽車重大專項：“EQ6110HEV混合動力城市公交車用電機及其控制系統”（2001AA501421）。本文的研究是在該項目的資助下完成，并且本文關于電機本體結構形式、散熱筋結構和機械降噪措施等的結論已在該項目的60kW實驗樣機上得到證實。

標簽： 開關磁阻電機減降噪

上傳時間： 2013-07-05

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