21世紀(jì)，人類面臨著實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大挑戰(zhàn)，能源問(wèn)題越來(lái)越突出，太陽(yáng)能等可再生能源逐漸成為人類關(guān)注的焦點(diǎn)。時(shí)至今日，人類對(duì)光伏系統(tǒng)的研究越來(lái)越深入廣泛，但在光伏系統(tǒng)的研發(fā)過(guò)程中，太陽(yáng)能電池由于受日照強(qiáng)度、環(huán)境溫度影響較大，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)成本過(guò)高，研發(fā)周期變長(zhǎng)。太陽(yáng)能電池陣列模擬器便能較好地解決這一問(wèn)題。 @@ 本文首先對(duì)比了模擬式太陽(yáng)能電池模擬器和數(shù)字式太陽(yáng)能電池模擬器的優(yōu)缺點(diǎn)，選取了數(shù)字式太陽(yáng)能電池陣列模擬器作為研究對(duì)象，并對(duì)研究太陽(yáng)能電池陣列模擬器的實(shí)際意義作了闡述。隨后描述了太陽(yáng)能電池的輸出特性，討論了適合工程計(jì)算的太陽(yáng)能電池陣列數(shù)學(xué)物理模型。 @@ 本文研究的太陽(yáng)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?fù)洌瑢?duì)其工作過(guò)程進(jìn)行了分析，并對(duì)各部分電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)。然后設(shè)計(jì)了電壓電流雙閉環(huán)調(diào)節(jié)器，在此基礎(chǔ)之上用PSIM仿真軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能電池陣列模擬器進(jìn)行了仿真，包括靜態(tài)工作點(diǎn)的仿真以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度的仿真，通過(guò)仿真驗(yàn)證了模擬器能夠達(dá)到所要求指標(biāo)。 @@ 控制電路板是整個(gè)模擬器的核心控制部分，通過(guò)控制運(yùn)算提供輸出電壓的參考值，進(jìn)而提供控制功率管開通關(guān)斷的PWM信號(hào)。本文選取了microchip公司的dsPIC30F2023作為主控制芯片，分析了該型號(hào)微處理芯片的性能特點(diǎn)，介紹了模擬信號(hào)采樣電路、232通訊電路、人機(jī)交互界面電路等外圍電路的硬件設(shè)計(jì)，調(diào)節(jié)器采用了數(shù)字PID控制。 @@ 在MPLAB集成開發(fā)環(huán)境中進(jìn)行了軟件方案的設(shè)計(jì)，主要包括主程序、生成PWM程序、AD采樣、故障處理、人機(jī)交互程序等，介紹了各個(gè)模塊的程序流程。 @@ 軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，最終實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能電池陣列模擬器，可以為光伏系統(tǒng)的研究提供一個(gè)良好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。 @@關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能電池陣列模擬器；半橋型DC/DC變換器；dsPIC30F2023
標(biāo)簽： 太陽(yáng)能電池 陣列 模擬
上傳時(shí)間： 2013-07-28
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隨著“節(jié)能環(huán)保”概念的提出，以解決電力緊張，環(huán)境污染等問(wèn)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(fā)電備受關(guān)注，即將成為世界各國(guó)重要的發(fā)電形式。帶有分布式電源的配電網(wǎng)及電力電子裝置的大量應(yīng)用致使電能質(zhì)量下降，如何將分布式發(fā)電系統(tǒng)的能量回饋至電網(wǎng)的同時(shí)有效改善電能質(zhì)量是一個(gè)重要的問(wèn)題，因此在分布式發(fā)電系統(tǒng)中起電能變換作用的逆變器成為研究的一個(gè)熱點(diǎn)。本篇主要以電壓型并網(wǎng)逆變器為研究對(duì)象，對(duì)并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制策略、參數(shù)的選擇、并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)等方面作出了詳細(xì)的分析和研究。 首先根據(jù)帶有分布式發(fā)電的配電網(wǎng)的特點(diǎn)提出一種新的諧波治理思路，即將改善電能質(zhì)量的有源濾波技術(shù)結(jié)合到分布式逆變電源中，設(shè)計(jì)一種新型的多功能并網(wǎng)逆變器。用開關(guān)函數(shù)法建立了并網(wǎng)逆變器小信號(hào)數(shù)學(xué)模型，確定了以PI閉環(huán)調(diào)節(jié)為核心的復(fù)合控制策略，同時(shí)為了使輸出電流控制達(dá)到更好的效果，采用電網(wǎng)電壓前饋補(bǔ)償方法抵消電網(wǎng)電壓擾動(dòng)對(duì)并網(wǎng)電流的影響；基于瞬時(shí)無(wú)功功率的id-iq諧波電流檢測(cè)算法能精確檢測(cè)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(shí)現(xiàn)并網(wǎng)電流與電網(wǎng)電壓同頻同相。 其次對(duì)并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行了分塊設(shè)計(jì)：對(duì)逆變系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換電路、逆變驅(qū)動(dòng)電路、PWM信號(hào)發(fā)生電路等電路進(jìn)行了詳細(xì)地分析和說(shuō)明。利用DSP主控芯片TMS320LF2407A內(nèi)部的SCI異步串行通信接口實(shí)現(xiàn)了逆變器的人機(jī)交互功能，利用其內(nèi)嵌的CAN控制模塊實(shí)現(xiàn)了逆變器的并機(jī)通信功能；同時(shí)在TI DSP2000的運(yùn)行環(huán)境下給出控制系統(tǒng)的主程序和周期中斷子程序流程。 最后開發(fā)了以功率器件IPM構(gòu)成的三相PWM變流橋主電路的多功能逆變電源實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和相關(guān)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(shí)驗(yàn)并給出了裝置樣機(jī)的實(shí)物圖以及實(shí)驗(yàn)波形圖。驗(yàn)證了逆變器工作原理分析的正確性和系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路的可行性。 本文所做工作拓寬了帶有分布式發(fā)電的配電網(wǎng)諧波治理的思路，對(duì)推動(dòng)我國(guó)節(jié)能供電、新能源的利用以及改善電網(wǎng)電能質(zhì)量等方面具有一定的理論意義和較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
標(biāo)簽： 諧波抑制 分布式發(fā)電 并網(wǎng)逆變器
上傳時(shí)間： 2013-06-06
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高精度慣性加速度計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)位移檢測(cè)，在當(dāng)今民用和軍用系統(tǒng)如汽車電子、工業(yè)控制、消費(fèi)電子、衛(wèi)星火箭和導(dǎo)彈等中間具有廣泛的需求。在高精度慣性加速度計(jì)中，特別需要穩(wěn)定的低噪聲高靈敏度接口電路。事實(shí)上，隨著傳感器性能的不斷提高，接口電路將成為限制整個(gè)系統(tǒng)的主要因素。 本論文在分析差動(dòng)電容式傳感器工作原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了針對(duì)電容式加速度計(jì)的全差分開環(huán)低噪聲接口電路。前端電路檢測(cè)傳感器電容的變化，通過(guò)積分放大，產(chǎn)生正比于電容波動(dòng)的電壓信號(hào)。 本論文采用開關(guān)電容電路結(jié)構(gòu)，使得對(duì)寄生不敏感，信號(hào)靈敏度高，容易與傳感器單片集成。為了得到微重力加速度性能，設(shè)計(jì)電容式位移傳感接口電路時(shí)，重點(diǎn)研究了噪聲問(wèn)題和系統(tǒng)建模問(wèn)題。仔細(xì)分析了開環(huán)傳感器中的不同噪聲源，并對(duì)其中的一些進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。建立了接口電路寄生電容和寄生電阻模型。 為了更好的提高分辨率，降低噪聲的影響如放大器失調(diào)、1/f噪聲、電荷注入、時(shí)鐘饋通和KT/C噪聲，本論文采用了相關(guān)雙采樣技術(shù)（CDS）。為了限制接口電路噪聲特別是熱噪聲，著重設(shè)計(jì)考慮了前置低噪聲放大器的設(shè)計(jì)及優(yōu)化。由于時(shí)鐘一直導(dǎo)通，特別設(shè)計(jì)了低功耗弛豫振蕩器，振蕩頻率為1．5M。為了減小傳感器充電基準(zhǔn)電壓噪聲，采用兩級(jí)核心基準(zhǔn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了高精度基準(zhǔn)，電源抑制比高達(dá)90dB。 TSMC 0．18μm工藝中的3．3V電壓和模型，本論文進(jìn)行了spectre仿真。 關(guān)鍵詞：MEMS；電容式加速度計(jì)；接口電路；低噪聲放大器；開環(huán)檢測(cè)
上傳時(shí)間： 2013-05-23
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有源電力濾波器（Active Power Filter，簡(jiǎn)稱 APF）是近年來(lái)治理電力系統(tǒng)諧波污染的非常有效的裝置。眾所周知，電力電子裝置和非線性負(fù)載的廣泛使用，使諧波電流和無(wú)功電流大量注入電網(wǎng)，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)和電氣設(shè)備的安全運(yùn)行與正常使用，并且產(chǎn)生大量的能源浪費(fèi)。隨著我國(guó)“十一五”規(guī)劃中關(guān)于建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的戰(zhàn)略方針的提出，應(yīng)用APF進(jìn)行諧波和無(wú)功治理的研究工作將會(huì)有很廣闊的應(yīng)用前景。 本文闡述了有源電力濾波器的基本原理，介紹了當(dāng)前主要的幾種APF的分類以及電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分別對(duì)三相三線和三相四線制APF的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，建立了兩種數(shù)學(xué)模型，指出三相三線制APF在實(shí)際供電系統(tǒng)中應(yīng)用的局限性。本文介紹了三種當(dāng)前廣泛采用的電流控制方法和一種比較先進(jìn)的空間矢量控制方法。對(duì)于APF系統(tǒng)的核心--諧波檢測(cè)，本文介紹了三種諧波檢測(cè)理論，著重對(duì)本文設(shè)計(jì)的APF所采用的瞬時(shí)無(wú)功功率理論進(jìn)行詳細(xì)的理論分析，在MATLAB軟件中建立一個(gè)三相四線制基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的APF系統(tǒng)仿真模型，驗(yàn)證瞬時(shí)無(wú)功功率理論的可行性。 在進(jìn)行大量理論分析和驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一臺(tái)采用單片機(jī)和DSP雙CPU的有源電力濾波器。硬件上設(shè)計(jì)單片機(jī)的時(shí)鐘電路、仿真器接口電路；設(shè)計(jì)DSP的時(shí)鐘電路，外接存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路；設(shè)計(jì)APF系統(tǒng)的電壓周期檢測(cè)電路，電流絕對(duì)值轉(zhuǎn)換電路等等。軟件上編寫單片機(jī)的主程序和中斷程序、DSP的主程序和啟動(dòng)搬運(yùn)程序，調(diào)試并給電進(jìn)行實(shí)際測(cè)試和實(shí)驗(yàn)分析。
標(biāo)簽： 并聯(lián)型 仿真 有源電力濾波器
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本文致力于可并聯(lián)運(yùn)行的斬控式單相交流斬波變換器的研究。交交變換技術(shù)作為電力電子技術(shù)一個(gè)重要的領(lǐng)域一直得到人們的關(guān)注，但大都將目光投向AC-DC-AC兩級(jí)變換上面。AC/AC直接變換具有單級(jí)變換、功率密度高、拓?fù)渚o湊簡(jiǎn)單、并聯(lián)容易等優(yōu)勢(shì)，并且具有較強(qiáng)擴(kuò)展性，故而在工業(yè)加熱、調(diào)光電源、異步電機(jī)啟動(dòng)、調(diào)速等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。斬控式AC/AC 電壓變換是一種基于自關(guān)斷半導(dǎo)體開關(guān)器件及脈寬調(diào)制控制方式的新型交流調(diào)壓技術(shù)。 本文對(duì)全數(shù)字化的斬控式AC/AC 變換做了系統(tǒng)研究，工作內(nèi)容主要有：對(duì)交流斬波電路的拓?fù)浼捌銹WM方式做了詳細(xì)的推導(dǎo)，著重對(duì)不同拓?fù)涞乃绤^(qū)效應(yīng)進(jìn)行了分析，并且推導(dǎo)了不同負(fù)載情況對(duì)電壓控制的影響。重點(diǎn)推導(dǎo)了單相Buck型變換器和Buck-Boost 變換器的拓?fù)淠Ｐ停蜗嘞到y(tǒng)的拓?fù)溟_關(guān)模式推導(dǎo)到三相的情況，然后分別對(duì)單相、三相的情況進(jìn)行了Matlab仿真。建立了單相Buck 型拓?fù)涞拈_關(guān)周期平均意義下的大信號(hào)模型和小信號(hào)模型，指導(dǎo)控制器的設(shè)計(jì)。建立了適合電路工作的基于占空比前饋的電壓瞬時(shí)值環(huán)、電壓平均值環(huán)控制策略。在理論分析和仿真驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，建立了一臺(tái)基于TMS320F2808數(shù)字信號(hào)處理器的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，完成樣機(jī)調(diào)試，并完成各項(xiàng)性能指標(biāo)的測(cè)試工作。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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電力電子系統(tǒng)的集成化是現(xiàn)今電力電子技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，系統(tǒng)的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)是目前電力電子領(lǐng)域的重要研究方向。研究基于電力電子網(wǎng)絡(luò)的變流系統(tǒng)，對(duì)復(fù)雜電力電子裝置的系統(tǒng)級(jí)集成具有重要意義，是電力電子系統(tǒng)集成技術(shù)的基本組成部分。本文從變流系統(tǒng)的功率流和信息流雙重分布性的角度出發(fā)。對(duì)電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（Power Electronics System Network，PES—Net）的模型和變流系統(tǒng)的通信需求進(jìn)行分析，提出實(shí)時(shí)電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（Real—time power electronics system network，RT—PES—Net）；并對(duì)基于新網(wǎng)絡(luò)的分布式控制及管理方案和模塊化軟件方案等內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)的研究，提出基于棧操作的實(shí)時(shí)軟件構(gòu)建方案。本文的研究將為變流系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)和軟件方案標(biāo)準(zhǔn)化提供參考和理論依據(jù)，為應(yīng)用系統(tǒng)的集成提供解決方案。 復(fù)雜中大功率變流系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)化分布式控制系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)象。首先，論文以復(fù)雜系統(tǒng)為研究對(duì)象，分析了應(yīng)用系統(tǒng)的功率流和信息流在空間結(jié)構(gòu)上的對(duì)偶關(guān)系和雙重分布的特性；在電力電子集成模塊（Power Electronics Building Blocks，PEBB）的基礎(chǔ)上，研究了變流系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化分布式控制方案，并得出系統(tǒng)組構(gòu)的初步構(gòu)想，總結(jié)出適合復(fù)雜電力電子系統(tǒng)集成的標(biāo)準(zhǔn)化理論。 接著，論文對(duì)電力電子網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行了研究。分析了現(xiàn)有各類總線網(wǎng)絡(luò)和目前用于電力電子應(yīng)用系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，從結(jié)構(gòu)、速率和協(xié)議等各個(gè)方面將兩類網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了系統(tǒng)的對(duì)比。明確了電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（PES—Net）的定義，分析并總結(jié)復(fù)雜電力電子實(shí)時(shí)系統(tǒng)所需網(wǎng)絡(luò)必需具備的條件。根據(jù)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)背景，綜合控制結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)需求，提出了電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（PES—Net）的模型。 為滿足變流系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制，論文對(duì)分布式控制結(jié)構(gòu)的通信需求進(jìn)行了研究。以網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（Networked Control System，NCS）為背景，對(duì)變流器系統(tǒng)控制信息延時(shí)因素進(jìn)行了分析；通過(guò)對(duì)典型電力電予系統(tǒng)的分析，歸納和總結(jié)了系統(tǒng)的控制功能和控制內(nèi)容，對(duì)系統(tǒng)不同層次的控制任務(wù)進(jìn)行了響應(yīng)時(shí)間需求分析和網(wǎng)絡(luò)的分層配置；通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果的分析，研究了應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)模塊控制信息延時(shí)對(duì)不同應(yīng)用系統(tǒng)的性能影響和對(duì)開關(guān)頻率的限制。根據(jù)變流系統(tǒng)對(duì)控制延時(shí)的接受程度，將電力電子復(fù)雜系統(tǒng)歸為兩大類：1）零延時(shí)系統(tǒng)；2）定延時(shí)系統(tǒng)。針對(duì)上述兩類系統(tǒng)，論文給出了電力電子網(wǎng)絡(luò)（PES—Net）的通道容量和應(yīng)用系統(tǒng)開關(guān)周期的計(jì)算方法。 論文對(duì)開放式、分布式的電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（PES—Net）的硬件組成和同步方案進(jìn)行了研究，提出新的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)級(jí)集成方案。根據(jù)主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)的控制任務(wù)需求，分別從功能和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度對(duì)開放式網(wǎng)絡(luò)的硬件構(gòu)成進(jìn)行研究；根據(jù)控制系統(tǒng)的接口需求分析，對(duì)節(jié)點(diǎn)的通用性設(shè)計(jì)進(jìn)行重點(diǎn)討論。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)的同步問(wèn)題，本文分析了簡(jiǎn)單有效的解決方法，即基于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的同步補(bǔ)償方案；此外，論文提出基于實(shí)時(shí)高速電力電子系統(tǒng)同絡(luò)（RT-PES-Net）的同步方案，研究適合變流器實(shí)時(shí)控制的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的硬件配置。根據(jù)應(yīng)用控制和通信系統(tǒng)所需的各種操作，論文對(duì)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)的管理進(jìn)行了討論，研究了信息幀管理和相應(yīng)的硬件設(shè)置，并對(duì)各種工作模式下所需的通信時(shí)間進(jìn)行了計(jì)算和比較。基于實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其管理方案，論文給出了組構(gòu)以PEBB為基礎(chǔ)的變流系統(tǒng)的方案。 論文對(duì)基于RT-PES-Net的模塊化軟件方案進(jìn)行了研究。首先，將控制軟件與功率硬件進(jìn)行解耦，使得軟件設(shè)計(jì)與硬件部分分離。在分析電力電子軟件特性的前提下，論文提出基于棧操作的模塊化軟件方案，增加子程序?qū)崟r(shí)構(gòu)件的內(nèi)聚性；對(duì)軟件模塊化的通用性進(jìn)行研究，分析模塊接口參數(shù)和變量的申明和配置，并研究參數(shù)的定標(biāo)，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行分類；分析子程序?qū)崟r(shí)構(gòu)件在執(zhí)行速度上的優(yōu)點(diǎn)。論文對(duì)電力電子系統(tǒng)控制軟件（Powerr Electronics System Control Software，PES-CS）的組構(gòu)和集成進(jìn)行研究，簡(jiǎn)化軟件主框架。 最后，論文分別對(duì)RT-PES-Net和模塊化軟件方案進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究和分析。論文對(duì)提出的實(shí)時(shí)電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（RT-PES-Net）進(jìn)行了通信實(shí)驗(yàn)，將新網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵?duì)變流系統(tǒng)的延時(shí)影響與舊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的延時(shí)影響進(jìn)行比較，總結(jié)新網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在控制實(shí)時(shí)性、提高開關(guān)頻率、網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性和管理靈活度等方面的優(yōu)勢(shì)。論文針對(duì)RT-PES-Net進(jìn)行應(yīng)用研究，驗(yàn)證該網(wǎng)絡(luò)可解決網(wǎng)絡(luò)通信失步所造成的問(wèn)題。論文對(duì)基于通用型實(shí)時(shí)構(gòu)件和棧操作的模塊化軟件方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，為標(biāo)準(zhǔn)化軟件庫(kù)的建立和系統(tǒng)級(jí)集成提供參考方案。 網(wǎng)絡(luò)化的控制結(jié)構(gòu)研究是復(fù)雜電力電子系統(tǒng)級(jí)集成研究的關(guān)鍵。本課題針對(duì)復(fù)雜變流系統(tǒng)提出了實(shí)時(shí)電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（RT-PES-Net），并以該網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)對(duì)分布式控制結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)化管理方案和模塊化軟件方案展開一系列研究，為電力電子控制系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)化、開放式的網(wǎng)絡(luò)參考體系，并以此結(jié)構(gòu)來(lái)快速構(gòu)建終端復(fù)雜變流系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用系統(tǒng)組構(gòu)提供參考方案，有助于解決電力電子標(biāo)準(zhǔn)化推廣所面臨的難題。論文為應(yīng)用系統(tǒng)的即插即用和動(dòng)態(tài)重構(gòu)提供了研究基礎(chǔ)，從而為最終實(shí)現(xiàn)復(fù)雜變流器的應(yīng)用系統(tǒng)級(jí)集成提供系統(tǒng)化的理論和方法依據(jù)。同時(shí)，論文的研究開拓了電力電子系統(tǒng)集成和標(biāo)準(zhǔn)化研究的一個(gè)新方向。
標(biāo)簽： 電力電子 網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-06-15
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直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)在電力機(jī)車牽引、汽車工業(yè)以及家用電器等工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，直接轉(zhuǎn)矩控制作為一種新型的交流調(diào)速技術(shù)，其控制思想新穎、控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制手段直接、轉(zhuǎn)矩響應(yīng)迅速，正在運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域中發(fā)揮著巨大的作用。雖然直接轉(zhuǎn)矩控制的優(yōu)勢(shì)是矢量控制所不能實(shí)現(xiàn)的，但是直接轉(zhuǎn)矩控制依然存在一系列不能忽視的問(wèn)題。直接轉(zhuǎn)矩控制采用兩點(diǎn)式轉(zhuǎn)矩和磁鏈滯環(huán)控制器，使轉(zhuǎn)矩和磁鏈被控制在給定值的一定范圍以內(nèi)，這種控制方法不可避免地帶來(lái)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)過(guò)大和逆變器開關(guān)頻率不恒定等問(wèn)題。直接轉(zhuǎn)矩控制采用定子磁鏈定向，只用便于測(cè)量的定子電阻來(lái)估計(jì)定子磁鏈，這樣在低速運(yùn)行時(shí)會(huì)帶來(lái)磁鏈估計(jì)的誤差。雖然在全速范圍內(nèi)估計(jì)定子磁鏈運(yùn)用低速時(shí)采用的電流-轉(zhuǎn)速模型和高速時(shí)采用的電壓-電流模型的合成模型，即電壓-轉(zhuǎn)速模型，然而兩種模型的平滑切換又是一個(gè)新的問(wèn)題。直接轉(zhuǎn)矩控制在基頻以下調(diào)速的理論和應(yīng)用已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，在基頻以上的弱磁調(diào)速范圍內(nèi)的理論和應(yīng)用還需要進(jìn)一步的研究。 為了解決這些問(wèn)題，本文針對(duì)異步電動(dòng)機(jī)在兩相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，對(duì)傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)和兩種改進(jìn)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究。在傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中，詳細(xì)討論了定子磁鏈估計(jì)的三種基本模型，設(shè)計(jì)了定子磁鏈估計(jì)的加權(quán)模型，使電機(jī)在全速運(yùn)行的范圍內(nèi)都能夠得到準(zhǔn)確的定子磁鏈。針對(duì)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)過(guò)大和逆變器開關(guān)頻率不恒定的問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了兩種改進(jìn)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)。在基于占空比控制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中，通過(guò)對(duì)一個(gè)采樣周期內(nèi)非零電壓矢量作用時(shí)間占采樣周期的占空比的優(yōu)化，解決了轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)過(guò)大的問(wèn)題；在一個(gè)采樣周期內(nèi)，從非零電壓矢量到零電壓矢量的轉(zhuǎn)換只有一次，實(shí)現(xiàn)了開關(guān)頻率的恒定。在基于滑模變結(jié)構(gòu)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中，本文設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)矩和磁鏈滑模變結(jié)構(gòu)控制器代替?zhèn)鹘y(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)矩和磁鏈滯環(huán)控制器；運(yùn)用空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了開關(guān)頻率的恒定。本文把傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)和兩種改進(jìn)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)擴(kuò)展到基頻以上的弱磁范圍內(nèi)的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，對(duì)其進(jìn)行了相關(guān)研究。 為了驗(yàn)證上述各種控制系統(tǒng)的正確性和有效性，本文采用Matlab/Simulink仿真軟件對(duì)其進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。針對(duì)傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，對(duì)定子磁鏈估計(jì)的加權(quán)模型進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的定子磁鏈的加權(quán)模型能夠在電機(jī)運(yùn)行的全速范圍內(nèi)準(zhǔn)確地估計(jì)定子磁鏈。針對(duì)基于占空比控制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)和基于滑模變結(jié)構(gòu)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，本文分別對(duì)負(fù)載轉(zhuǎn)矩有擾動(dòng)和無(wú)擾動(dòng)、給定轉(zhuǎn)速為恒定值和不為恒定值四種情況進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，并分別和傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。仿真結(jié)果表明，兩種改進(jìn)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)均能有效的減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)誤差。針對(duì)電機(jī)運(yùn)行在基頻以上的弱磁調(diào)速情形，本文運(yùn)用三種不同的直接轉(zhuǎn)矩控制方法分別進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明，兩種改進(jìn)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)在弱磁調(diào)速范圍內(nèi)依然優(yōu)于傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，依然能夠減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)誤差。
標(biāo)簽： 異步電機(jī) 直接轉(zhuǎn)矩 控制理論
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著電信業(yè)的迅猛發(fā)展，電信網(wǎng)絡(luò)總體規(guī)模不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜先進(jìn)。作為通訊支撐系統(tǒng)的通訊用基礎(chǔ)電源系統(tǒng)，市場(chǎng)需求逐年增加，其動(dòng)力之源的重要性也日益突出。龐大的電信網(wǎng)絡(luò)高效、安全、有序的正常運(yùn)行，對(duì)通信電源系統(tǒng)的品質(zhì)提出了越來(lái)越嚴(yán)格的要求，推動(dòng)了通信電源向著高效率、高頻化、模塊化、數(shù)字化方向發(fā)展。 本文在廣泛了解通信電源的行業(yè)現(xiàn)狀和研究熱點(diǎn)的基礎(chǔ)上，深入研究了開關(guān)電源的基本原理及相關(guān)技術(shù)，重點(diǎn)分析了開關(guān)電源功率因數(shù)技術(shù)及移相全橋軟開關(guān)PWM技術(shù)的基本原理，并在這基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一款通信機(jī)房常用的48V/25A的通信電源模塊，該電源模塊由功率因數(shù)校正和DC/DC變換兩級(jí)電路組成，采用了一些最新的技術(shù)來(lái)提高電源的性能。例如，在電路拓?fù)渲幸胲涢_關(guān)技術(shù)，通過(guò)采用移相全橋軟開關(guān)PWM變換器實(shí)現(xiàn)開關(guān)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(duì)電源實(shí)現(xiàn)數(shù)字PWM控制，克服了一般單芯片控制器由于運(yùn)行頻率有限，無(wú)法產(chǎn)生足夠高頻率和精度的PWM輸出及無(wú)法完成單周期控制的缺陷；引入了智能控制技術(shù)，以模糊自適應(yīng)PID控制算法取代傳統(tǒng)的PID算法，提高了開關(guān)電源的動(dòng)態(tài)性能。 整篇論文以電源設(shè)計(jì)為主線，在詳細(xì)分析電路原理的基礎(chǔ)上，進(jìn)行系統(tǒng)的主電路參數(shù)設(shè)計(jì)、輔助電路設(shè)計(jì)、控制回路設(shè)計(jì)、仿真研究、軟件實(shí)現(xiàn)。
上傳時(shí)間： 2013-05-26
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數(shù)控編程是目前數(shù)控系統(tǒng)中非常重要的環(huán)節(jié)之一，它在實(shí)現(xiàn)加工自動(dòng)化、提高加工質(zhì)量和加工精度、縮短產(chǎn)品研制周期等方面發(fā)揮著重要的作用。數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程中，遇到比較復(fù)雜的零件時(shí)，使用人工編寫數(shù)控程序需要大量的時(shí)間，并且容易出錯(cuò)。但是，隨著CAD/CAM技術(shù)的推廣和應(yīng)用，采用CAD/CAM集成技術(shù)編制數(shù)控加工程序已經(jīng)成為當(dāng)今的主流。因此，開發(fā)高效的數(shù)控自動(dòng)編程系統(tǒng)已經(jīng)成為眾多專業(yè)人員的研究方向。 從目前的國(guó)內(nèi)外技術(shù)水平來(lái)看，自動(dòng)編程系統(tǒng)通常都采用面向現(xiàn)有的AutoCAD系統(tǒng)，通過(guò)二次開發(fā)，擴(kuò)展CAD系統(tǒng)的CAM功能的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，如MasterCAM、CAXA等，但是這些系統(tǒng)價(jià)格昂貴。因此，在通過(guò)AutoCAD系統(tǒng)平臺(tái)上開發(fā)自動(dòng)編程系統(tǒng)，使其具備CAM功能，是實(shí)現(xiàn)某些特殊編程系統(tǒng)的一種途徑。 本課題基于ObiectARX技術(shù)，在AutoCAD軟件平臺(tái)上，針對(duì)SKC800S型數(shù)控沖床自動(dòng)送料機(jī)床，研究與開發(fā)了數(shù)控加工圖形自動(dòng)編程軟件系統(tǒng)。該課題主要完成以下內(nèi)容： 1、深入研究ObjectARX編程技術(shù)。 2、深入研究AutoCAD圖形數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)，以便構(gòu)造合適的算法，提取必要的信息。 3、開發(fā)出友好的用戶界面。 4、通過(guò)構(gòu)造合適的類，實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工程序地自動(dòng)生成。 5、編寫幫助文檔，方便編程人員使用。 在本系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)中，嚴(yán)格遵循開放、模塊化的設(shè)計(jì)要求。經(jīng)過(guò)加工試驗(yàn)，本課題所研發(fā)的自動(dòng)編程系統(tǒng)得到較好的應(yīng)用效果，并且具有友好的人機(jī)界面、良好的操作性，達(dá)到了預(yù)期開發(fā)目標(biāo)。 本課題的研究為進(jìn)一步研究數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床提供了思路，打下了良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，本文對(duì)于從事自動(dòng)編程系統(tǒng)研究開發(fā)的相關(guān)人員也具有一定的參考價(jià)值。
標(biāo)簽： AutoCAD 數(shù)控 自動(dòng)
上傳時(shí)間： 2013-05-24
上傳用戶：frank1234
本文從感應(yīng)加熱基本原理出發(fā)，概述了感應(yīng)加熱技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，在分析串聯(lián)諧振逆變器各種功率控制策略原理及優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)于移相調(diào)功輕載時(shí)的缺陷，本文將有限雙極性PWM法引入逆變器輕載時(shí)的輸出控制，通過(guò)DPLL鎖相，使滯后橋臂的電壓與電流始終保持一定的相位，同時(shí)結(jié)合非輕載時(shí)移相功率調(diào)節(jié)良好的特性，提出了一種基于DSP的新型功率控制策略，克服了傳統(tǒng)移相全橋的缺點(diǎn)，使得高頻逆變電源在輕載條件下仍能實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)，且輕載時(shí)電流連續(xù)調(diào)節(jié)范圍廣，三角畸變程度輕于PSPWM，大幅度的擴(kuò)大了負(fù)載的適用范圍，提高了電源整機(jī)效率。 在對(duì)新型PWM功率控制串聯(lián)諧振逆變器工作過(guò)程進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，解決了所有開關(guān)管的軟開關(guān)問(wèn)題；并通過(guò)分析功率輸出單元的輸出電壓、電流、功率等，進(jìn)而得到一個(gè)脈沖周期的輸出電壓、電流及功率的計(jì)算式。在這些理論分析的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)了基于新型PWM功率控制策略的感應(yīng)加熱電源實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)主電路各元器件進(jìn)行了精確計(jì)算與設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了以TMS320LF2407A為核心的控制與保護(hù)電路，并對(duì)DSP外圍電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)編寫了基于新型PWM功率控制策略，以數(shù)字環(huán)相環(huán)及功率控制算法為核心的DSP程序，相關(guān)的仿真與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)得到的輸出波形很好的驗(yàn)證了新型PWM控制策略的可行性。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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