本課題來源于國家863計劃《高速高效防爆稀土永磁同步電機(jī)研究》項目的部分研究內(nèi)容。為了進(jìn)一步提高稀土永磁同步電動機(jī)的效率，本論文主要采用有限元分析與實驗相結(jié)合的方法，重點針對稀土永磁同步電動機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時的諧波轉(zhuǎn)子銅耗、瞬態(tài)起動過程以及空載諧波磁場進(jìn)行了深入研究。 論文利用有限元電磁場仿真軟件MagNet，對油田抽油用22kW稀土永磁同步電動機(jī)進(jìn)行了詳細(xì)的電磁場仿真計算，首次，對諧波磁場引起的稀土永磁同步電動機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時的轉(zhuǎn)子銅耗進(jìn)行了深入分析。通過對22kW電機(jī)的間接法和直接法效率實驗，分離出諧波引起的雜散損耗，并與仿真計算結(jié)果進(jìn)行對比分析，證明了：實際稀土永磁同步電動機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時是存在轉(zhuǎn)子銅耗的，這也是和傳統(tǒng)稀土永磁同步電動機(jī)理論不同的地方。研究成果《稀土永磁同步電動機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時的轉(zhuǎn)子銅耗分析》發(fā)表在核心期刊《微特電機(jī)》2006年第9期上。 論文采用有限元MagNet對抽油用22kW稀土永磁同步電動機(jī)進(jìn)行了起動過程的仿真研究，并利用先進(jìn)的動態(tài)示波記錄儀DL750對22kW電機(jī)進(jìn)行了空載起動過程的實驗。實驗結(jié)果表明有限元電磁仿真計算結(jié)果是準(zhǔn)確的，也為稀土永磁同步電動機(jī)的優(yōu)化設(shè)計提供了參考依據(jù)。研究成果《基于有限元的稀土永磁同步電動機(jī)起動過程仿真研究》發(fā)表在核心期刊《微特電機(jī)》2007年第1期上。 論文應(yīng)用有限元電磁場軟件MagNet對作者設(shè)計的370W稀土永磁同步電動機(jī)的空載氣隙磁場進(jìn)行了仿真分析，得到空載諧波磁場的波形畸變率是6.23﹪；為了驗證有限元分析結(jié)果的正確性，專門設(shè)計了兩臺370W稀土永磁同步電動機(jī)對拖實驗，利用WT3000電力分析儀分析出：實際空載氣隙磁場波形的畸變率是3.26﹪；通過實驗結(jié)果和仿真結(jié)果的對比分析，發(fā)現(xiàn)實際電機(jī)的轉(zhuǎn)子鼠籠條對電機(jī)空載諧波磁場有很好的抑止作用。初步的研究成果《稀土永磁同步電動機(jī)空載氣隙磁場的諧波分析研究》于2006年12月投到核心期刊《微特電機(jī)》上。
標(biāo)簽： 有限元分析 稀土 永磁同步電動機(jī)
上傳時間： 2013-04-24
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74HC595串入并出芯片應(yīng)用74HC595串入并出芯片應(yīng)用
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抽油機(jī)井工況監(jiān)測是石油生產(chǎn)過程中非常重要的環(huán)節(jié)，可以為油井提高泵效、高效管理提供可靠依據(jù)。隨著石油工業(yè)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的人工操作遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代化石油生產(chǎn)的要求。將遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用于油井工況監(jiān)測，可以降低工人勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率和油田管理水平。針對目前已有油井工況監(jiān)測系統(tǒng)存在的不足，本文研制出一種集計算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)和通信技術(shù)于一身、功能完善、可靠性高、成本低廉的抽油機(jī)井工況遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)。 示功圖是常用的用于判斷抽油機(jī)井工作狀況的方法，它是抽油機(jī)光桿在作往復(fù)運(yùn)動的一個周期中，光桿相對位移與載荷的對應(yīng)關(guān)系曲線。傳統(tǒng)的利用拉線位移傳感器獲取位移的方式，不能實現(xiàn)長期連續(xù)的監(jiān)測。本系統(tǒng)采用加速度傳感器作為沖次傳感器，獲取每個周期的起始點，再利用拉線位移傳感器對一個周期中按時間等分的點的位移進(jìn)行標(biāo)定，既解決了拉線位移不能長期連續(xù)監(jiān)測的問題，又保證了位移的精度。 本系統(tǒng)由工況傳感器、數(shù)據(jù)中繼單元、數(shù)據(jù)中心和手持機(jī)四部分組成。安裝在抽油井上的工況傳感器定時獲取并存儲示功圖數(shù)據(jù)，定時將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)中繼單元。由數(shù)據(jù)中繼單元將多個工況傳感器的示功圖數(shù)據(jù)集中后，通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳送到數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)對所有示功圖數(shù)據(jù)的存儲、查詢、分析和打印，并可以通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。手持機(jī)用于對工況傳感器進(jìn)行設(shè)置和標(biāo)定，并可以現(xiàn)場獲取示功圖。 硬件電路采用低功耗設(shè)計方法，使用低電壓、低功耗的基于ARM7內(nèi)核的LPC2138/2148微處理器及微功率無線數(shù)傳模塊，將硬件電路功耗降到最低。采用SD卡作為存儲器，增加了數(shù)據(jù)存儲容量和數(shù)據(jù)可靠性。采用單軸加速度傳感器ADXL105作為沖次傳感器，具有高精度、低功耗、高可靠性的優(yōu)點。CDMA模塊采用基于CDMA1X數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的H7710，組成高速、永遠(yuǎn)在線、透明數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。 軟件設(shè)計遵循模塊化設(shè)計思想，既考慮到各模塊功能的實現(xiàn)，又兼顧了系統(tǒng)總體的協(xié)調(diào)性。本系統(tǒng)軟件由工況傳感器軟件、手持機(jī)軟件、數(shù)據(jù)中繼單元軟件及數(shù)據(jù)中心軟件四部分組成。工況傳感器軟件、手持機(jī)軟件和數(shù)據(jù)中繼單元軟件由ADS集成開發(fā)環(huán)境編寫，并由AXD仿真調(diào)試器生成可執(zhí)行代碼，最后通過EasyJTAG仿真器下載到微處理器芯片中。數(shù)據(jù)中心運(yùn)行于服務(wù)器/客戶機(jī)工作模式，使用SQL Server數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)中心處理軟件由Visual Basic6．0編寫，運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)中。 通訊網(wǎng)絡(luò)由無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)和CDMA網(wǎng)絡(luò)組成，工況傳感器與數(shù)據(jù)中繼單元組成無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)，采用ISM工作頻段，實現(xiàn)近距離無線通訊。數(shù)據(jù)中繼單元作為無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點，通過CDMA網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)中心通信處理機(jī)相聯(lián)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。 本系統(tǒng)首次利用加速度傳感器與拉線位移傳感器相結(jié)合的方式，實現(xiàn)抽油井工況長期連續(xù)監(jiān)測，提高了整個系統(tǒng)的可靠性；利用ARM單片機(jī)作為微處理器，低功耗電路設(shè)計，低功耗工作模式，延長了電池的壽命；無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)與CDMA網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，兼具無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)與CDMA網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點，降低了整個系統(tǒng)的安裝和運(yùn)行費(fèi)用；數(shù)據(jù)中心采用服務(wù)器/客戶機(jī)工作模式，便于用戶共享數(shù)據(jù)。目前該系統(tǒng)的各部分均經(jīng)過硬件、軟件及運(yùn)行測試，已經(jīng)在油田試運(yùn)行。運(yùn)行結(jié)果表明，該系統(tǒng)性能完善，運(yùn)行可靠，安裝及維護(hù)簡便，取得了較好的效果。
標(biāo)簽： CDMA ARM 遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-12
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39839電感量計算小巧實用的綠色軟件，根據(jù)輸入的線圈長度、線圈直徑、導(dǎo)線直徑、線圈匝數(shù)及工作頻率快速計算出電感量、自分布電容、空載Q值、自諧振頻率
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·期刊論文：基于SCHMM非特定人關(guān)鍵詞檢出語音識別系統(tǒng)
標(biāo)簽： SCHMM 論文 語音識別系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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·用MATLAB曲線擬合工具箱計算藥物溶出度Weibull分布參數(shù)
標(biāo)簽： Weibull MATLAB 曲線擬合 工具箱
上傳時間： 2013-05-24
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太陽能LED路燈由太陽能電池、蓄電池、控制 器、LED燈及其恒流驅(qū)動電路等部分組成，如圖I所示。太陽能電池板通常安裝在燈桿頂上并朝著太陽，控制器和鉛蓄電池安置在控制箱內(nèi)，恒流驅(qū)動電路和LED都裝在燈具內(nèi)。本文就上述5大部件在使用中的關(guān)鍵問題進(jìn)行探討并給出數(shù)據(jù)，最后介紹恒流驅(qū)動源的實際使用電路。
標(biāo)簽： LED 太陽能 路燈 設(shè)計技術(shù)
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針對嵌入式系統(tǒng)的底層網(wǎng)絡(luò)接口給出了一種由FPGA實現(xiàn)的以太網(wǎng)控制器的設(shè)計方法．該控制器能支持10Mbps和100Mbps的傳輸速率以及半雙工和全雙工模式，同時可提供MII接口，可并通過外接以太網(wǎng)物理層（PHY）芯片來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入\r\n
標(biāo)簽： FPGA 嵌入式系統(tǒng) 以太網(wǎng)控制器 底層
上傳時間： 2013-08-18
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設(shè)計出優(yōu)秀fpga程序的十條戒律，設(shè)計指導(dǎo)
上傳時間： 2013-09-04
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摘要: 介紹了時鐘分相技術(shù)并討論了時鐘分相技術(shù)在高速數(shù)字電路設(shè)計中的作用。 關(guān)鍵詞: 時鐘分相技術(shù); 應(yīng)用 中圖分類號: TN 79 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號: 025820934 (2000) 0620437203 時鐘是高速數(shù)字電路設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)之一, 系統(tǒng)時鐘的性能好壞, 直接影響了整個電路的 性能。尤其現(xiàn)代電子系統(tǒng)對性能的越來越高的要求, 迫使我們集中更多的注意力在更高頻率、 更高精度的時鐘設(shè)計上面。但隨著系統(tǒng)時鐘頻率的升高。我們的系統(tǒng)設(shè)計將面臨一系列的問 題。 1) 時鐘的快速電平切換將給電路帶來的串?dāng)_(Crosstalk) 和其他的噪聲。 2) 高速的時鐘對電路板的設(shè)計提出了更高的要求: 我們應(yīng)引入傳輸線(T ransm ission L ine) 模型, 并在信號的匹配上有更多的考慮。 3) 在系統(tǒng)時鐘高于100MHz 的情況下, 應(yīng)使用高速芯片來達(dá)到所需的速度, 如ECL 芯 片, 但這種芯片一般功耗很大, 再加上匹配電阻增加的功耗, 使整個系統(tǒng)所需要的電流增大, 發(fā) 熱量增多, 對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和集成度有不利的影響。 4) 高頻時鐘相應(yīng)的電磁輻射(EM I) 比較嚴(yán)重。 所以在高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計中對高頻時鐘信號的處理應(yīng)格外慎重, 盡量減少電路中高頻信 號的成分, 這里介紹一種很好的解決方法, 即利用時鐘分相技術(shù), 以低頻的時鐘實現(xiàn)高頻的處 理。 1 時鐘分相技術(shù) 我們知道, 時鐘信號的一個周期按相位來分, 可以分為360°。所謂時鐘分相技術(shù), 就是把 時鐘周期的多個相位都加以利用, 以達(dá)到更高的時間分辨。在通常的設(shè)計中, 我們只用到時鐘 的上升沿(0 相位) , 如果把時鐘的下降沿(180°相位) 也加以利用, 系統(tǒng)的時間分辨能力就可以 提高一倍(如圖1a 所示)。同理, 將時鐘分為4 個相位(0°、90°、180°和270°) , 系統(tǒng)的時間分辨就 可以提高為原來的4 倍(如圖1b 所示)。 以前也有人嘗試過用專門的延遲線或邏輯門延時來達(dá)到時鐘分相的目的。用這種方法產(chǎn)生的相位差不夠準(zhǔn)確, 而且引起的時間偏移(Skew ) 和抖動 (J itters) 比較大, 無法實現(xiàn)高精度的時間分辨。 近年來半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展, 使高質(zhì)量的分相功能在一 片芯片內(nèi)實現(xiàn)成為可能, 如AMCC 公司的S4405, CY2 PRESS 公司的CY9901 和CY9911, 都是性能優(yōu)異的時鐘 芯片。這些芯片的出現(xiàn), 大大促進(jìn)了時鐘分相技術(shù)在實際電 路中的應(yīng)用。我們在這方面作了一些嘗試性的工作: 要獲得 良好的時間性能, 必須確保分相時鐘的Skew 和J itters 都 比較小。因此在我們的設(shè)計中, 通常用一個低頻、高精度的 晶體作為時鐘源, 將這個低頻時鐘通過一個鎖相環(huán)(PLL ) , 獲得一個較高頻率的、比較純凈的時鐘, 對這個時鐘進(jìn)行分相, 就可獲得高穩(wěn)定、低抖動的分 相時鐘。 這部分電路在實際運(yùn)用中獲得了很好的效果。下面以應(yīng)用的實例加以說明。2 應(yīng)用實例 2. 1 應(yīng)用在接入網(wǎng)中 在通訊系統(tǒng)中, 由于要減少傳輸 上的硬件開銷, 一般以串行模式傳輸 圖3 時鐘分為4 個相位 數(shù)據(jù), 與其同步的時鐘信號并不傳輸。 但本地接收到數(shù)據(jù)時, 為了準(zhǔn)確地獲取 數(shù)據(jù), 必須得到數(shù)據(jù)時鐘, 即要獲取與數(shù) 據(jù)同步的時鐘信號。在接入網(wǎng)中, 數(shù)據(jù)傳 輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)如圖2 所示。 數(shù)據(jù)以68MBös 的速率傳輸, 即每 個bit 占有14. 7ns 的寬度, 在每個數(shù)據(jù) 幀的開頭有一個用于同步檢測的頭部信息。我們要找到與它同步性好的時鐘信號, 一般時間 分辨應(yīng)該達(dá)到1ö4 的時鐘周期。即14. 7ö 4≈ 3. 7ns, 這就是說, 系統(tǒng)時鐘頻率應(yīng)在300MHz 以 上, 在這種頻率下, 我們必須使用ECL inp s 芯片(ECL inp s 是ECL 芯片系列中速度最快的, 其 典型門延遲為340p s) , 如前所述, 這樣對整個系統(tǒng)設(shè)計帶來很多的困擾。 我們在這里使用鎖相環(huán)和時鐘分相技術(shù), 將一個16MHz 晶振作為時鐘源, 經(jīng)過鎖相環(huán) 89429 升頻得到68MHz 的時鐘, 再經(jīng)過分相芯片AMCCS4405 分成4 個相位, 如圖3 所示。 我們只要從4 個相位的68MHz 時鐘中選擇出與數(shù)據(jù)同步性最好的一個。選擇的依據(jù)是: 在每個數(shù)據(jù)幀的頭部(HEAD) 都有一個8bit 的KWD (KeyWord) (如圖1 所示) , 我們分別用 這4 個相位的時鐘去鎖存數(shù)據(jù), 如果經(jīng)某個時鐘鎖存后的數(shù)據(jù)在這個指定位置最先檢測出這 個KWD, 就認(rèn)為下一相位的時鐘與數(shù)據(jù)的同步性最好(相關(guān))。 根據(jù)這個判別原理, 我們設(shè)計了圖4 所示的時鐘分相選擇電路。 在板上通過鎖相環(huán)89429 和分相芯片S4405 獲得我們所要的68MHz 4 相時鐘: 用這4 個 時鐘分別將輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行移位, 將移位的數(shù)據(jù)與KWD 作比較, 若至少有7bit 符合, 則認(rèn)為檢 出了KWD。將4 路相關(guān)器的結(jié)果經(jīng)過優(yōu)先判選控制邏輯, 即可輸出同步性最好的時鐘。這里, 我們運(yùn)用AMCC 公司生產(chǎn)的 S4405 芯片, 對68MHz 的時鐘進(jìn)行了4 分 相, 成功地實現(xiàn)了同步時鐘的獲取, 這部分 電路目前已實際地應(yīng)用在某通訊系統(tǒng)的接 入網(wǎng)中。 2. 2 高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用 高速、高精度的模擬- 數(shù)字變換 (ADC) 一直是高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的關(guān)鍵部 分。高速的ADC 價格昂貴, 而且系統(tǒng)設(shè)計 難度很高。以前就有人考慮使用多個低速 圖5 分相技術(shù)應(yīng)用于采集系統(tǒng) ADC 和時鐘分相, 用以替代高速的ADC, 但由 于時鐘分相電路產(chǎn)生的相位不準(zhǔn)確, 時鐘的 J itters 和Skew 比較大(如前述) , 容易產(chǎn)生較 大的孔徑晃動(Aperture J itters) , 無法達(dá)到很 好的時間分辨。 現(xiàn)在使用時鐘分相芯片, 我們可以把分相 技術(shù)應(yīng)用在高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中: 以4 分相后 圖6 分相技術(shù)提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集率 的80MHz 采樣時鐘分別作為ADC 的 轉(zhuǎn)換時鐘, 對模擬信號進(jìn)行采樣, 如圖5 所示。 在每一采集通道中, 輸入信號經(jīng)過 緩沖、調(diào)理, 送入ADC 進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換, 采集到的數(shù)據(jù)寫入存儲器(M EM )。各個 采集通道采集的是同一信號, 不過采樣 點依次相差90°相位。通過存儲器中的數(shù) 據(jù)重組, 可以使系統(tǒng)時鐘為80MHz 的采 集系統(tǒng)達(dá)到320MHz 數(shù)據(jù)采集率(如圖6 所示)。 3 總結(jié) 靈活地運(yùn)用時鐘分相技術(shù), 可以有效地用低頻時鐘實現(xiàn)相當(dāng)于高頻時鐘的時間性能, 并 避免了高速數(shù)字電路設(shè)計中一些問題, 降低了系統(tǒng)設(shè)計的難度。
標(biāo)簽： 時鐘 分相 技術(shù)應(yīng)用
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