我國電網無功補償容量不足和配備不合理,特別是可調節的無功容量不足,快速響應的無功調節設備更少。沖擊性負荷更會使得電網無功功率不平衡,將導致系統電壓的巨大波動、善變,嚴重時會導致用電設備的損壞,出現系統電壓崩潰和穩定性被破壞事故。 FC+TCR型靜止無功補償裝置響應速度快,可以動態補償無功功率,提高系統功率因數,抑制系統電壓波動和閃變,因此在電氣化鐵路、電弧爐、軋機等的負荷無功補償上得到廣泛應用。中小用戶由于成本高較少使用,但中小用戶無功補償容量及市場巨大,研制適合中小用戶的FC+TCR型靜止無功補償裝置很有必要。基于此目的,本文研制一臺10kV FC+TCR型靜止無功補償裝置,并以此為研究對象進行設計理論研究工作。 本文根據負荷無功功率的變化情況,計算了靜止無功補償裝置的主電路參數,設計配備了高電位取能觸發板和BOD過電壓保護板。選擇以TMS320F2812為核心的嵌入式控制板為主要部件,設計信號接入電路和晶閘管觸發脈沖形成電路,構成最基本的靜止無功補償控制器。 基于瞬時無功補償理論和不平衡負荷的平衡化原理(Steinmetz原理),建立補償電納計算模型,通過電壓電流瞬時值采樣計算需要補償的瞬時無功功率和電納,根據補償電納通過查表方法求得晶閘管的控制角,并將其應用到靜止無功補償裝置樣機中。仿真結果表明,算法是快速有效和準確的,主電路的參數是合理的,具有實際工程應用價值。
上傳時間: 2013-08-02
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近年來,近距離無線傳輸技術是發展最快、最引入注目的技術,而ZigBee恰恰是填補了低速率無線通信技術的空缺,與其他標準在應用上相得益彰。它專注于近距離傳輸,成本低、同時入門檻也低,雖然其出現較晚,但目前已經得到人們越來越多的關注,成為無線技術研究的一個新熱點。 本文在詳細分析了傳統的抄表方式和無線抄表系統的發展狀況以及相關的無線數據傳輸技術的基礎上,提出了基于ZigBee技術的無線抄表系統的方案。論文在研究ZigBee組網技術的基礎上,設計了基于ZigBee開發平臺的無線嵌入式抄表系統,編寫了相應的軟件,完成了相應的調試和分析,并進行了系統的可靠性、實時性和安全性等問題分析。為了減少系統由于節點路由而造成的功耗損耗過大的問題,本文在組網應用過程中采用Tree+AODVjr的路由算法,從而保持系統能夠保持較小功耗的情況下進行數據的多跳路由,同時以ARM S3C2410為核心實現了基站設計,實現小區電表數據的集中采集,并通過GPRS/GSM模塊實現基站和抄表中心的數據傳輸和實時控制,在此基礎上,對抄表系統軟件也進行了相應的設計。 通過單點對單點、星形網絡數據傳輸實驗,取得了相應的實驗數據,對于協議的特點、系統可靠性和功耗情況有了整體把握,為今后ZigBee技術的進一步研究和應用打下了堅實基礎。 實驗結果顯示,本文提出的方案切實可行,并且采用ZigBee技術具有節約資源、操作方便、可靠性高而且易于管理等特點,基站和系統利用較為成熟的GPRS/GSM網絡技術進行通訊,既滿足了實時性要求,又降低了成本。
上傳時間: 2013-06-27
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逆變器廣泛應用于工業生產的各個方面,數字控制具有方便實現復雜算法、抗干擾性強和產品容易升級等優點,已成為未來逆變器的發展趨勢。使用數字技術控制設計逆變器,控制器的性能決定了逆變系統系統的性能。然而在很多高頻應用的場合,目前常用的控制器的速度往往不能完全達到要求。與傳統單片機和DSP芯片相比,FPGA器件具有更高的處理速度。同時FPGA應用在數字化逆變器設計中,還可以大大簡化控制系統結構,并可實現多種高速算法,具有較高的性價比。在逆變器的全數字化控制領域,FPGA具有很好的應用價值。 論文首先介紹了SPWM基本原理及其控制方式,SPWM的生成方法,并結合本課題給出了查表法生成SPWM波的一般方法,且以單相全橋逆變器為例進行了仿真。分析其的電路特點,建立PWM逆變器的統一電路模型、連續狀態空間以及離散狀態空間模型,在此數學模型基礎上,針對逆變器研究分析了目前用于逆變器設計的各種數字控制技術、控制方案,討論了其控制方法的優缺點,相關控制器設計的一般問題,最后比較了其優缺點,指出其存在的共性問題,總結了使用FPGA設計逆變器數字控制器的優勢。然后以單相電壓型PWM逆變器為控制模型采用新型模數結合現場可編程門陣列FPGA實現數字化控制器的方案,給出了純正正弦波逆變器的設計方案。 論文詳細論述了采用模數混合型FPGA作為主控芯片的高頻逆變器設計方法與實現過程。系統主控芯片采用Fusion系列AFS600,世界上首個模數混合型FPGA。主要設計要點包括:逆變器硬件電路設計以及SPWM數字控制系統軟件設計。外圍強電電路的設計的難點在于用于前端升壓的高頻變壓器的設計以及輸出端LC濾波電感與電容的選取。另外,SPWM“H”字全橋逆變電路中的高懸浮電壓也是設計中需要值得注意的重要環節。在控制系統軟件設計方面,采用FPGA自上而下的設計方法,對其控制系統進行了功能劃分,完成了SPWM產生器以及加入死區補償的PWM發生器、和反饋等模塊的設計。 論文的結束部分給出了設計結果,并指出了進一步的工作的思路和方向。
上傳時間: 2013-05-19
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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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異步電動機的軟起動研究,是一項重要的研究課題。本文以分級變頻理論為基礎,利用數學分析的方法對分級變頻的子頻率系統進行了深入的研究,總結了各級子頻率系統的電壓相序情況以及最優的觸發角度。并且對傳統異步電動機軟起動器的主電路結構進行了改進,提出了從較低頻率開始分五級起動的分級變頻調壓軟起動形式,而且各級子頻率的起動都能實現最優的正序電壓組合,保證了起動轉矩的最大化。通過對分級變頻調壓軟起動形式的建模和仿真試驗,證明了此方法可以在降低起動電流的同時實現異步電機的高轉矩起動,驗證了此方法的有效性和可行性。基于以上研究的成果,本文介紹了以TMS320LF2407ADSP芯片為核心的軟起動軟硬件設計方法。最后對本課題的進一步研究提出了展望。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著網絡技術的飛速發展,辦公樓宇或住宅小區的用電管理也正逐步走向智能化、網絡化。論文針對傳統的電表系統具有抗干擾能力差、計量不精確、人工抄表費時費力、功能單一等缺點,提出了一套基于以太網傳輸的三相電量采集系統。該系統采用電能計量芯片CS5460A負責采集電量,AT89S53單片機作為數據處理的核心部件,通過SPI總線傳送電流、電壓、有功、無功等實時測量值,并用以太網控制器ENC28J60,實現以太網通信,配合上位機顯示,對電能進行集中管理。 本系統采用電子計量芯片代替傳統的機械脈沖式電能表,并結合用電特性,使得電能計量精度大大提高,電量統計也更加精確。電能表輸出的脈沖信號經過網絡模塊的統計換算之后,通過以太網傳輸給管理計算機,使得傳輸距離大大增加。用電量信息經過統計計算存入數據庫,可以生成一個用戶用電報表并可打印出來,這樣可有效的把電能計量、收費管理、用電過程管理等功能集于一體。采用以太網總線控制,不僅減少了布線的成本和難度,且利于數據在局域網內的共享。 本文首先對當前電子式電能表的發展情況、技術特點作了一個簡單的概述。其次闡述了系統的硬件電路設計及系統軟件設計,并對以太網通信的重要依據-TCP/IP協議作了全面的分析,介紹了TCP/IP協議的四個協議層:鏈路層、網絡層、傳輸層和應用層及其具體實現方法,精簡了TCP/IP協議。最后簡單介紹了上位機上的管理軟件設計。
上傳時間: 2013-06-09
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超聲波電源廣泛應用于超聲波加工、診斷、清洗等領域,其負載超聲波換能器是一種將超音頻的電能轉變為機械振動的器件。由于超聲換能器是一種容性負載,因此換能器與發生器之間需要進行阻抗匹配才能工作在最佳狀態。串聯匹配能夠有效濾除開關型電源輸出方波存在的高次諧波成分,因此應用較為廣泛。但是環境溫度或元件老化等原因會導致換能器的諧振頻率發生漂移,使諧振系統失諧。傳統的解決辦法就是頻率跟蹤,但是頻率跟蹤只能保證系統整體電壓電流同頻同相,由于工作頻率改變了而匹配電感不變,此時換能器內部動態支路工作在非諧振狀態,導致換能器功率損耗和發熱,致使輸出能量大幅度下降甚至停振,在實際應用中受到限制。所以,在跟蹤諧振點調節逆變器開關頻率的同時應改變匹配電感才能使諧振系統工作在最高效能狀態。針對按固定諧振點匹配超聲波換能器電感參數存在的缺點,本文應用耦合振蕩法對換能器的匹配電感和耦合頻率之間的關系建立數學模型,證實了匹配電感隨諧振頻率變化的規律。給出利用這一模型與耦合工作頻率之間的關系動態選擇換能器匹配電感的方法。經過分析比較,選擇了基于磁通控制原理的可控電抗器作為匹配電感,通過改變電抗控制度調節電抗值。并給出了實現這一方案的電路原理和控制方法。最后本文以DSP TMS320F2812為核心設計出實現這一原理的超聲波逆變電源。實驗結果表明基于磁通控制的可控電抗器可以實現電抗值隨電抗控制度線性無級可調,由于該電抗器輸出正弦波,理論上沒有諧波污染。具體采用復合控制策略,穩態時,換能器工作在DPLL鎖定頻率上;動態時,逐步修改匹配電抗大小,搜索輸出電流的最大值,再結合DPLL鎖定該頻率。配合PS-PWM可實現功率連續可調。該超聲波換能系統能夠有效的跟隨最大電流輸出頻率,即使頻率發生漂移系統仍能保持工作在最佳狀態,具有實際應用價值。
上傳時間: 2013-04-24
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電梯在垂直升降的過程中,由于功率變化范圍很大,節能潛力巨大。本文主要工作在于結合電梯系統的特點,對超級電容儲能系統中超級電容容量需求及其他相關參數的設置進行詳細討論。也對與之配套的雙向DC/DC變換器進行研究。 本文在研究了電梯系統的結構和運行特點的基礎上,對其運行過程中能量狀態的變化進行了詳細分析,得到了儲能裝置中超級電容器容量的計算方法,并在此基礎上,根據超級電容器容量需求與系統前級雙向整流器功率的關系,提出了一套簡單有效的能量管理方案,減少了儲能裝置中超級電容器的容量需求。并且對于超級電容容量設置給出了一般的原則。 儲能裝置與系統直流母線之間需要雙向變換器進行能量傳遞,本文對于各種雙向直流變換器拓撲的優缺點進行了比較,結合在超級電容儲能裝置中的具體應用需要,得出BUCK/BOOST型變換器更適合本文中的應用。 本文為儲能裝置設計了基于DSP(數字信號處理器)全數字控制的具有多種工作方式的雙向DC/DC變換器的小功率樣機,在電容器放電時,以恒流模式向直流母線輸送能量;在電容器充電時,以分段恒流模式或恒壓模式進行充電。文中給出了詳細的硬件電路以及數字控制部分的設計過程,并通過實驗進行了驗證。
上傳時間: 2013-04-24
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基于M S P 430單片機的數字電壓表的設計設計電路圖
上傳時間: 2013-06-02
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基于AT89C51單片機的數字電壓表的設計
上傳時間: 2013-07-10
上傳用戶:liglechongchong