電子式互感器與傳統電磁式互感器相比,在帶寬、絕緣和成本等方面具有優勢,因而代表了高電壓等級電力系統中電流和電壓測量的一種極具吸引力的發展方向。隨著信息技術的發展和電力市場中競爭機制的形成,電子式互感器成為人們研究的熱點;越來越多的新技術被引入到電子式互感器設計中,以提高其工作可靠性,降低運行總成本,減小對生態環境的壓力。本文圍繞電子式互感器實用化中的關鍵技術而展開理論與實驗研究,具體包括新型傳感器、雙傳感器的數據融合算法、數字接口、組合式電源、低功耗技術和自監測功能的實現等。 目前電子式電流互感器(ECT)大多數采用單傳感器開環結構,對每個環節的精度和可靠性的要求都很高,嚴重制約了ECT整體性能的提高,影響其實用化。本文介紹了新型傳感器~鐵心線圈式低功率電流傳感器(LPET)和印刷電路板(PCB)空心線圈及其數字積分器,在此基礎上設計了一種基于LPCT和PCB空心線圈的組合結構的新型電流傳感器。該結構具有并聯的特點,結合了這兩種互感器的優點,采用數據融合算法來處理兩路信號,實現高精度測量和提高系統可靠性,并探索出辨別LPET飽和的新方法。試驗和仿真結果表明,這種新型電流傳感器可以覆蓋較大的電流測量范圍,達到IEC 60044-8標準中關于測量(幅值誤差)、保護(復合誤差)和暫態響應(峰值)的準確度要求,能夠作為多用途電流傳感器使用。 在電子式電壓互感器方面,基于精密電阻分壓器的新型傳感器在原理、結構和輸出信號等方面與傳統的電壓互感器有很大不同,本文設計了一種可替代10kV電磁式電壓互感器的精密電阻分壓器。通過試驗研究與計算分析,得出其性能主要受電阻特性和雜散電容的影響,并給出了減小其誤差的方法。測試結果表明,設計的10kV精密電阻分壓器的準確度滿足IEC 60044-7標準要求,可達0.2級。 電子式互感器的關鍵技術之一是內部的數字化以及其標準化接口,本文以10kV組合型電子式互感器為對象設計了一種實用化的數字系統。以精密電阻分壓器作為電壓傳感器,電流傳感器則采用基于數據融合算法的LPCT和PCB空心線圈的組合結構。本文首先解決了互感器間的同步與傳感器間的內部同步問題,進而依照IEC61850-9-1標準,實現了組合型電子式互感器的100M以太網接口。 電子式電流互感器在高電壓等級的應用研究中,ECT高壓側的電源問題是關鍵技術之一。論文首先分析了兩種電源方案:取電CT電源和激光電源。取電CT電源通過一個特制的電流互感器(取電CT),直接從高壓側母線電流中獲取電能。在取電CT和整流橋之間設計一個串聯電感,大大降低了施加在整流橋上的的感應電壓并限制了取電CT的輸出電流,起到了穩定電壓和保護后續電路的作用。激光電源方案以先進的光電轉換器、半導體激光二極管和光纖為基礎,單獨一根上行光纖同時完成供能和控制信號的傳輸,在不影響光供能穩定性的情況下,數據通信完成在短暫的供能間隔中。在高電位端控制信號通過在能量變換電路中增加一個比較器電路被提取出來。本文還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。作為綜合應用實例,設計并完成了以LPCT為傳感器、由組合電源供能、采用低功耗技術的高壓電子式電流互感器。互感器高壓側的一次轉換器能夠提供兩路傳感器數據通道,并且具有溫度補償和采集通道的自校正功能,在更寬溫度、更大電流范圍內保證了極高的測量精度:互感器低電位端的二次轉換器具有數字和模擬接口,可以接收數據并發送命令來控制一次轉換器,包括同步和校正命令在內的數據信號可以通過同一根供能光纖傳送到一次轉換器。該互感器具有在線監測功能,這種預防性維護和自檢測功能夠提示維護或提出警告,提高了可靠性。系統測試表明:具有低功耗光纖發射驅動電路的一次轉換器平均功耗在40mw以下:上行光纖中通信波特率可以達到200kb/s,下行光纖中更是高達2Mb/s;系統準確度同時滿足IEC6044-8標準對0.2S級測量和5TPE級保護電子式互感器的要求。
上傳時間: 2013-06-09
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基于單片機C51的modbus串口通迅程序代碼。
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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近幾十年來,移動通信進入了飛速發展時期,它與人們的日常生活息息相關,已經成為了人們生活中的必需品,目前移動通信正處在由第二代向第三代過渡的階段。調制技術是移動通信中的一項關鍵技術,根據不同的無線信道的特點選擇合適的、高效的調制方式對移動通信系統的性能非常重要。軟件無線電技術的出現對于移動通信的發展起到了很大的推動作用,構建一個通用的、標準的、模塊化的硬件平臺,把以前用硬件實現的無線電功能用軟件來實現,大大地提高了通信系統的靈活性。用軟件無線電技術實現的數字調制靈活性好,可以通過空中下載實現不同的調制方式,從而適應不同的通信體制。 在閱讀了大量數字調制和軟件無線電的國內外文獻的基礎上,本文深入研究了各種數字調制方式的原理以及優缺點,設計了一個軟件無線電平臺以實現相應的數字調制。該平臺以TI公司的DSP芯片TMS320VC5416為核心部分進行信號的處理用于實現數字調制算法,在外圍電路上擴展了ADC、DAC芯片分別構成前向數據采集模塊和后向調制信號處理模塊,同時用CPLD來構成邏輯控制模塊,主要實現地址分配、提供接口控制信號、輸入信息檢索功能、譯碼功能和分頻功能。在軟件設計方面,本設計分為整體邏輯控制和數字調制算法實現兩部分。在整體邏輯控制部分主要是針對CPID模塊進行整體邏輯控制的設計,在數字調制算法部分主要是在DSP模塊實現ASK、FSK、QPSK等數字調制算法的設計。 本軟件無線電平臺具有處理速度快、實時操作性強、存儲大量數據等優點。 關鍵字:軟件無線電;數字調制;DSP;CPLD
上傳時間: 2013-04-24
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隨著“節能環保”概念的提出,以解決電力緊張,環境污染等問題為目的的新能源利用方案得到迅速的推廣,使得分布式發電備受關注,即將成為世界各國重要的發電形式。帶有分布式電源的配電網及電力電子裝置的大量應用致使電能質量下降,如何將分布式發電系統的能量回饋至電網的同時有效改善電能質量是一個重要的問題,因此在分布式發電系統中起電能變換作用的逆變器成為研究的一個熱點。本篇主要以電壓型并網逆變器為研究對象,對并網逆變器的拓撲結構、控制策略、參數的選擇、并網實驗等方面作出了詳細的分析和研究。 首先根據帶有分布式發電的配電網的特點提出一種新的諧波治理思路,即將改善電能質量的有源濾波技術結合到分布式逆變電源中,設計一種新型的多功能并網逆變器。用開關函數法建立了并網逆變器小信號數學模型,確定了以PI閉環調節為核心的復合控制策略,同時為了使輸出電流控制達到更好的效果,采用電網電壓前饋補償方法抵消電網電壓擾動對并網電流的影響;基于瞬時無功功率的id-iq諧波電流檢測算法能精確檢測和分離所需要的有功和諧波分量;基于DSP的軟件鎖相控制算法能實現并網電流與電網電壓同頻同相。 其次對并網逆變器控制系統的軟硬件進行了分塊設計:對逆變系統的A/D轉換電路、逆變驅動電路、PWM信號發生電路等電路進行了詳細地分析和說明。利用DSP主控芯片TMS320LF2407A內部的SCI異步串行通信接口實現了逆變器的人機交互功能,利用其內嵌的CAN控制模塊實現了逆變器的并機通信功能;同時在TI DSP2000的運行環境下給出控制系統的主程序和周期中斷子程序流程。 最后開發了以功率器件IPM構成的三相PWM變流橋主電路的多功能逆變電源實驗平臺和相關配套輔助電路,完成了逆變電源的輸出有功功率及消除諧波的實驗并給出了裝置樣機的實物圖以及實驗波形圖。驗證了逆變器工作原理分析的正確性和系統設計思路的可行性。 本文所做工作拓寬了帶有分布式發電的配電網諧波治理的思路,對推動我國節能供電、新能源的利用以及改善電網電能質量等方面具有一定的理論意義和較強的實用價值。
上傳時間: 2013-06-06
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隨著城市照明范圍的日益擴大,城市照明設施的管理問題就變得越來越突出,更為嚴重的是照明設備及照明電纜的頻繁被盜或損壞造成路燈亮不起來。這不但影響城市的景觀及交通,還可能給社會造成經濟損失和危害。尤其是近年來。傳統的防盜設備由于各自的缺陷,如不適合公用變壓器的路燈電纜、不適合超長線路、不適合關燈期間斷線報警等,使得路燈電纜偷盜的趨勢不斷惡化,解決該問題刻不容緩。針對這一情況,本文設計了一種能24小時工作的基于無線通信網絡GSM/GPRS的遠程監控防盜系統。 本文利用無線網絡通信技術,采用GSM/GPRS網絡中的SMS和GPRS TCP數據傳輸技術,綜合單片機、數據庫、VB編程等技術,從硬件到軟件設計并實現了路燈電纜的遠程防盜監控系統功能。 本文實現了一個基于GSM/GPRS的無線網絡的路燈電纜防盜系統,該系統使用單片機集成的遠程控制器、無線通信網絡和控制中心服務器,來完成路燈電纜運行信號的監測、采集、傳輸、存儲。在故障發生時,可以迅速的發出報警信號,并可以在控制中心監控界面精確顯示出故障地點,并使用短消息通知相關人員采取相應措施,把損失降低到最小,對犯罪分子形成震懾。 經試驗驗證,該系統可以完成預期的大部分功能。能對路燈電纜實現24小時隨時監控,在電纜停電或遭盜割可以區別報警。
上傳時間: 2013-04-24
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矢量控制變頻調速系統是國內當前電氣傳動和自動化領域研究的熱點和技術攻堅的難點。矢量控制技術作為一種先進的控制策略,是在電機統一理論、機電能量轉換和坐標變換理論的基礎上發展起來的,具有先進性、新穎性和實用性的特點。其思想就是將異步電動機的數學模型通過坐標變換,將定子電流矢量分解為按轉子磁場定向的兩個直流分量并分別加以控制,從而實現磁通和轉矩的解耦控制,以期達到獨立控制電機轉矩的效果。 本課題基于矢量控制的基本原理,采用TI公司最先進的電機控制專用DSP芯片TMS320F2812,開發出了一套基于轉子磁鏈位置估計和轉子速度估計的電流轉速雙閉環的轉子磁場定向直接矢量控制變頻調速系統,并實現了實際運行,初步達到了產品化的目標。主要的工作如下: (1)從電機數學模型和坐標系變換入手,采用電流轉速雙閉環的轉子磁場定向直接矢量控制方案,深入探討了SVPWM和矢量控制的基本原理,并完成了調速系統的功能框圖; (2)基于TI公司的DSP芯片TMS320F2812和MITSUBISHI的IPM模塊PM50RSA120,設計了調速系統的硬件電路,包括控制電路,驅動電路,電源電路和操作面板電路等; (3)設計了基于轉子磁鏈位置估計和速度估計的電流轉速雙閉環的轉子磁場定向直接矢量控制變頻調速系統的軟件部分,給出了調速系統的軟件流程圖和各子模塊的具體實現; (4)采用先進的自適應Fuzzy-PI調節器來代替傳統的PI調節器作為速度控制器,取得了較好的控制效果; (5)搭建了整個變頻調速實驗平臺,進行了整機測試,給出了實驗結果和結論。 該系統已經成功應用于矢量變頻器成品生產中,在北京天華博實電氣有限公司的變頻器生產車間進行了相應的實驗。實驗表明,該系統具有良好的動靜態性能,運行穩定,抗干擾能力強,獲得用戶好評,不失為一套具有先進性、新穎型、實用性的高性能變頻調速系統。
上傳時間: 2013-05-25
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隨著電信業的迅猛發展,電信網絡總體規模不斷擴大,網絡結構日益復雜先進。作為通訊支撐系統的通訊用基礎電源系統,市場需求逐年增加,其動力之源的重要性也日益突出。龐大的電信網絡高效、安全、有序的正常運行,對通信電源系統的品質提出了越來越嚴格的要求,推動了通信電源向著高效率、高頻化、模塊化、數字化方向發展。 本文在廣泛了解通信電源的行業現狀和研究熱點的基礎上,深入研究了開關電源的基本原理及相關技術,重點分析了開關電源功率因數技術及移相全橋軟開關PWM技術的基本原理,并在這基礎上設計了一款通信機房常用的48V/25A的通信電源模塊,該電源模塊由功率因數校正和DC/DC變換兩級電路組成,采用了一些最新的技術來提高電源的性能。例如,在電路拓撲中引入軟開關技術,通過采用移相全橋軟開關PWM變換器實現開關管的零電壓開通,減小功率器件損耗,提高電源效率;采用高性能的DSP芯片對電源實現數字PWM控制,克服了一般單芯片控制器由于運行頻率有限,無法產生足夠高頻率和精度的PWM輸出及無法完成單周期控制的缺陷;引入了智能控制技術,以模糊自適應PID控制算法取代傳統的PID算法,提高了開關電源的動態性能。 整篇論文以電源設計為主線,在詳細分析電路原理的基礎上,進行系統的主電路參數設計、輔助電路設計、控制回路設計、仿真研究、軟件實現。
上傳時間: 2013-05-26
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擴頻通信技術因為具有較強的抗干擾、抗噪聲、抗多徑衰落能力、較好的保密性、較強的多址能力和高精度測量等優點,在軍事抗干擾和個人通信業務中得到了很大的發展。尤其是基于擴頻理論的CDMA通信技術成為國際電聯規定的第三代移動通信系統的主要標準化建議后,標志著擴頻通信技術在民用通信領域的應用進入了新階段。 近年來,隨著微電子技術和電子設計自動化(EDA)技術的迅速發展,以FPGA和CPLD為代表的可編程邏輯器件憑借其設計方便靈活等特點廣泛應用于數字信號處理領域。 本論文正是采用基于FPGA硬件平臺來實現了一個直接序列擴頻通信基帶系統,該系統的實現涉及擴頻通信和有關FPGA的相關知識,以及實現這些模塊的VHDL硬件描述語言和QuartusⅡ開發平臺,目標是實現一個集成度高、靈活性強、并具有較強的數據處理能力的擴頻通信基帶系統。 本論文中首先對擴頻通信的基礎理論做了探討,著重對直序擴頻的理論進行了分析;其次根據理論分析,設計了全數字直接序列擴頻基帶系統的結構,完成了擴頻序列的產生、信息碼的輸入和擴頻。重點完成了對基帶擴頻信號的相關解擴和幾種同步捕獲電路的設計,將多種專用芯片的功能集成在一片大規模FPGA芯片上。在論文中列出了部分模塊的VHDL程序,并在QuartusⅡ仿真平臺上完成各部分模塊的功能仿真。
上傳時間: 2013-04-24
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軟件無線電(Software Defined Radio)是無線通信系統收發信機的發展方向,它使得通信系統的設計者可以將主要精力集中到收發機的數字處理上,而不必過多關注電路實現。在進行數字處理時,常用的方案包括現場可編程門陣列(FPGA)、數字信號處理器(DSP)和專用集成電路(ASIC)。FPGA以其相對較低的功耗和相對較低廉的成本,成為許多通信系統的首先方案。正是在這樣的前提下,本課題結合軟件無線電技術,研究并實現基于FPGA的數字收發信機。 @@ 本論文主要研究了發射機和接收機的結構和相關的硬件實現問題。首先,從理論上對發射機和接收機結構進行研究,找到收發信機設計中關鍵問題。其次,在理論上有深刻認識的基礎上,以FPGA為手段,將反饋控制算法、反饋補償算法和前饋補償算法落實到硬件電路上。同步一直是數字通信系統中的關鍵問題,它也是本文的研究重點。本文在研究了已有各種同步方法的基礎上,設計了一種新的同步方法和相應的接收機結構,并以硬件電路將其實現。最后,針對所設計的硬件系統,本文還進行了充分的硬件系統測試。硬件測試的各項數據結果表明系統設計方案是可行的,基本實現了數字中頻收發機系統的設計要求。 @@ 本文中發射機系統是以Altera公司EP2C70F672C6為硬件平臺,接收機系統以Altera公司EP2S180F1020C3為硬件平臺。收發系統均是在Ouartus Ⅱ 8.0環境下,通過編寫Verilog HDL代碼和調用Altera IP core加以實現。在將設計方案落實到硬件電路實現之前,各種算法均使用MATLAB進行原理仿真,并在MATLAB仿真得到正確結果的基礎上,使用Quartus Ⅱ 8.0中的功能仿真工具和時序仿真工具進行了前仿真和后仿真。所有仿真結果無誤后,可下載至硬件平臺進行調試,通過Quartus Ⅱ 8.0中集成的SignalTap邏輯分析儀,可以實時觀察電路中各點信號的變化情況,并結合示波器和頻譜儀,得到硬件測試結果。 @@關鍵詞:SDR;數字收發機;FPGA;載波同步;符號同步
上傳時間: 2013-04-24
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