高頻化、高功率密度和高效率，是DC/DC變換器的發展趨勢。傳統的硬開關變換器限制了開關頻率和功率密度的提高。移相全橋 PWM ZVS DC/DC變換器可以實現主開關管的wV5s，但滯后橋臂實現zwS的負載范圍較小：整流二極管存在反向恢復問題不利于效率的提高：輸入電壓較高時，變換器效率較低，不適合輸入電壓高和有掉電維持時間限制的高性能開關電源。LLC串聯諧振Dc/DC變換器是直流變換器研究領域的熱點，可以較好的解決移相全橋 PWM ZVS DC/DC變換器存在的缺點。但該變換器工作過程較為復雜，難于設計和控制，目前尚處于研究階段。本文以LLC串聯諧振全橋DC/DC變換器作為研究內容。以下是本文的主要研究工作：對LLC串聯諧振全橋DC/DC變換器的工作原理進行了詳細研究，利用基頻分量近似法建立了變換器的數學模型，確定了主開關管實現Zs的條件，推導了邊界負載條件和邊界頻率，確定了變換器的穩態工作區域，推導了輸入，輸出電壓和開關頻率以及負載的關系。仿真結果證明了理論分析的正確性采用擴展描述函數法建立了變換器在開關頻率變化時的小信號模型，在小信號模型的基礎上分析了系統的穩定性，根據動態性能的要求設計了控制器。仿真結果證明了理論分析的正確性討論了一臺500w實驗樣機的主電路和控制電路設計問題，給出了設計步驟，可以給實際裝置的設計提供參考。最后給出了實驗波形和實驗數據。實驗結果驗證了理論分析的正確性
標簽： llc
上傳時間： 2022-04-04
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一種新穎的正弦正交編碼器細分方法摘要，提出了一種不用查詢表的正弦正交編碼器細分方法利用控制系統臨界穩定原理生成一個高頻數字正弦載波與采樣得到的正弦編碼信號實時比較來獲取相位信息，與傳統查詢表細分方法相比，節省了大量的存儲空間而且整個細分過程通過軟件實現，不需要添加額外的硬件，同時闡述了影響細分分辨率的因素，推導出了防止電機高速運行時細分混登的條件；最后，以一臺7kw的電梯用永磁同步電機配套海德漢的ERN487-2048正弦增量式編碼器為平臺，驗證了該細分方法用于轉子初始位置識別及速度控制的可行性.關鍵詞，正弦編碼器，細分，永磁同步電機，電梯，轉子初始位置隨著社會的發展人們對電梯的體積載重量功耗調速精度及調速范圍等提出了越來越高的要求永磁同步電機以功率密度大氣隙密度高轉矩電流比高轉矩慣量比大壽命長及結構簡單等優點成為無齒輪電引機的首選 對于正弦波永磁同0步電機矢量控制系統坐標變換中的轉子位置角是否能準確實時地檢測直接影響到整個系統的性能因此高性能要求的系統一般采用分辨率高的光電式編碼器檢測轉子位置.
標簽： 正弦正交編碼器
上傳時間： 2022-06-18
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超聲波是一種能量存在的方式，超聲波通過高頻的振動作用于水介質，從而產生超聲空化效應，這種空化效應已經在超聲波清洗中得到應用，或者超聲波作用于傳聲媒介當中，能夠引起媒介之間發生不同的效應，已經在基礎學科研究和工程應用開發都表示出非常廣闊的應用前景[12]。按照超聲波研究內容上劃分，可以分為功率超聲和檢測超聲兩大領域Bl]。檢測超聲是工業及醫學檢查的一種方法之一，也被認為是弱超聲的“被動應用”，功率超聲主要是通過超聲接觸對接觸面進行高頻的振動摩擦，以改變介質的一些特性，所以功率超聲也被稱為“主動應用”[]。本課題主要是針對功率超聲波換能器進行研究。超聲波的產生主要依靠的是超聲波換能器。超聲波換能器是一種能夠進行機、電能量或者聲、電能量轉換的器件。對于功率超聲換能器而言，換能器通過壓電材料的壓電效應將輸入的高頻電能轉換成高頻振動的機械能量。換能器的種類有很多，應用的領域也不相同，如磁致伸縮超聲換能器間，壓電陶瓷換能器等等。目前研究最為廣泛的是壓電陶瓷換能器，壓電陶瓷換能器是依靠壓電陶瓷的壓電效應及逆壓電效應來實現能量的轉換。壓電陶瓷的壓電效應是由它的內部結構引起的，壓電材料主要有鈦酸鋇、錯鈦酸鉛、偏銳酸鉛、銳酸鉀鈉、鈦酸鉛等]。這些電介質在某一恰當的方向施加一定的外力時，會引起內部電極分布狀態發生改變，在介質的相對表面上會出現和外力成正比且極性相反的帶電電荷，這種由外力引起的電介質的現象叫做壓電效應則。相反，若在電介質上某一恰當的方向加上一定強度的外電場時，會引起電介質內部電極分布發生相應的變化，從而產生和外電場強度成正比的應變效應，這種由于外電場引起的電介質的應變現象叫做逆壓電效應]。功率超聲換能是超聲學領域中一個重要的分支學科。本課題主要針對壓電陶瓷式功率超聲波換能器展開研究。20世紀初期超聲波技術開始出現，而我國50年代才開始進行大功率超聲的研究[]。隨著科學技術的發展特別是電子技術的發展，如單片機、DSP、FPFA等微處理器得快速發展，微處理器功能越來越強大，運算速度越來也快，以及IGBT、MOSFET等功率器件的快速發展，功率器件的容量不斷的增加，響應速度不斷的提高。對超聲波發生器的要求也越來越高，體積越來越小，功能越來越強大，越來越智能，可靠性進一步提高。
標簽： 超聲波換能器
上傳時間： 2022-06-18
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脈寬調制(PWM)DC/DC充全橋變換器適用于中大功率變換場合，為了實現其高效率、高功率密度和高可靠性，有必要研究其軟開關技術。《脈寬調制DC/DC全橋變換器的軟開關技術（第二版）》系統闡述PWM DC/民金橋變換器的軟開關技術。系統提出DC/DC金橋變換器的一族PWM控制方式，并對這些PWM控制方式進行分析，指出為了實現PWM DC/DC全橋變換器的軟開關，必須引人超前橋臂和滯后橋臂的概念，而且超前橋臂只能實現零電壓開關(ZVS)，滯后橋臂可以實現ZVS或零電流開關(ZCS)鈕根據超前橋臂和滯后橋臀實現軟開關的方式，將軟開關PWM DC/DC全橋變換器歸納為ZVS和ZVZCS兩種類型，并討論這兩類變換器的電路拓撲、控制方式和工作原理。提出消除輸出整流二極管反向恢復引起的電壓振蕩的方法，包括加入籍位二極管與電流互感器和采用輸出倍流整流電路方法。介紹PWM DC/DC全橋變換器的主要元件，包括輸入濾波電容、高頻變壓器、輸出濾波電感和濾波電容的設計，介紹移相控制芯片UC3875的使用以及IGBT和MOSFET的驅動電路，給出一種采用ZVS PWM DC/DC全橋變換器的通訊用開關電源的設計實例。
標簽： 脈寬調制 DC/DC全橋變換器 軟開關
上傳時間： 2022-07-05
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高頻化、高功率密度和高效率，是DC/DC變換器的發展趨勢。傳統的硬開關變換器限制了開關頻率和功率密度的提高。移相全橋PWNZVSDC/DC變換器可以實現主開關管的ZVS，但滯后橋臂實現ZVS的負載范圍較小：整流二極管存在反向恢復問題，不利于效率的提高；輸入電壓較高時，變換器效率較低，不適合輸入電壓高和有掉電維持時間限制的高性能開關電源。LLC串聯諧振DC/DC變換器是直流變換器研究領域的熱點，可以較好的解決移相全橋PWMZVSDC/DC變換器存在的缺點。但該變換器工作過程較為復雜，難于設計和控制，目前尚處于研究階段。本文以LLC串聯諧振全橋DC/DC變換器作為研究內容。以下是本文的主要研究工作：對LLC串聯諧振全橋DC/DC變換器的工作原理進行了詳細研究，利用基頻分量近似法建立了變換器的數學模型，確定了主開關管實現ZVS的條件，推導了邊界負載條件和邊界頻率，確定了變換器的穩態工作區域，推導了輸入，輸出電壓和開關頻率以及負載的關系。仿真結果證明了理論分析的正確性。采用擴展描述函數法建立了變換器在開關頻率變化時的小信號模型，在小信號模型的基礎上分析了系統的穩定性，根據動態性能的要求設計了控制器。仿真結果證明了理論分析的正確性。討論了一臺500m實驗樣機的主電路和控制電路設計問題，給出了設計步驟，可以給實際裝置的設計提供參考。最后給出了實驗波形和實驗數據。實驗結果驗證了理論分析的正確性。
上傳時間： 2022-07-21
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CPU:MSP430系列單片機的CPU和通用微處理器基本相同，只是在設計上采用了面向控制的結構和指令系統。MSP430的內核CPU結構是按照精簡指令集和高透明的宗旨而設計的，使用的指令有硬件執行的內核指令和基于現有硬件結構的仿真指令。這樣可以提高指令執行速度和效率，增強了MSP430的實時處理能力。存儲器：存儲程序、數據以及外圍模塊的運行控制信息。有程序存儲器和數據存儲器。對程序存儲器訪問總是以字形式取得代碼，而對數據可以用字或字節方式訪問。其中MSP430各系列單片機的程序存儲器有ROM、OTP、EPROM和FLASH型。外圍模塊：經過MAB、MDB、中斷服務及請求線與CPU相連。MSP430不同系列產品所包含外圍模塊的種類及數目可能不同。它們分別是以下一些外圍模塊的組合：時鐘模塊、看門狗、定時器A、定時器B、比較器A、串口0、1、硬件乘法器、液晶驅動器、模數轉換、數模轉換、端口、基本定時器、DMA控制器等。
上傳時間： 2022-07-28
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盤式永磁電機因其較高的轉矩密度和良好的動態響應特性，在各種驅動、伺服和控制領域得到了迅速的推廣和應用。本文針對盤式永磁同步電動機的設計展開研究，所做工作主要包括以下幾個部分： 首先，從電機的主要尺寸方程入手將盤式永磁電機和徑向永磁電機的轉矩密度進行了比較，得到了兩種電機轉矩密度的變化關系。推導了六相盤式永磁同步電動機的電樞反應電抗、槽漏抗等的計算公式，同時也給出了這些參數相應的有限元計算方法，兩種計算結果基本一致。并且在對多極少齒結構電機的漏磁系數進行研究的基礎上，總結了該類電機的漏磁系數的計算方法。 其次，采用了針對六相電機的22極24槽結構，使得電機的主要尺寸減小，電機定子沖槽、電樞下線等工藝要求降低。利用有限元法和傅立葉分析求解對永磁體的形狀進行優化，可使得永磁電機氣隙磁密波形畸變率減小，進而降低的轉矩波動。定量分析了不同定子槽口寬度對空載反電動勢波形和齒槽轉矩的影響規律。 通過對盤式永磁電機的磁場分布特點的研究，編寫了分環法盤式永磁電機電磁設計程序。通過對樣機設計值與實驗值比較，不斷對盤式永磁電動機的電磁程序進行完善和修正，目前已經形成了一個比較實用可靠的CAD軟件。 對盤式永磁電機轉子盤體進行剛度計算，并且也對電機的定子進行了固有頻率的計算，保證了電機的可靠運行。 最后，在上述研究的基礎上，本文設計制造了一臺5kW的雙定子單轉子結構的盤式永磁同步電動機樣機并做了詳細的實驗，實驗結果與理論分析基本一致。
上傳時間： 2013-07-29
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近年來，在電氣傳動領域中三電平變頻器得到了廣泛的應用。三電平逆變器拓撲結構的出現為高電壓、大功率變頻器的實現提供了一個有效的途徑。研究和開發三電平大功率變頻器，無論在技術上還是在實際應用上都有十分重要的意義。本文圍繞三電平大功率通用變頻器的實用化技術進行了深入分析和研究。 論文首先介紹了三電平逆變器主電路的拓撲結構、控制要求、基本原理、特性和PWM控制策略以及調試中存在的問題和相關的解決方法。 中點電位不平衡是三電平拓撲結構的一個固有問題。針對這一問題，本論文分析了中點電壓不平衡的根本原因，采用了一種基于滯環控制的電壓平衡控制方法。該方法根據負載電流方向的不同組合，通過調整小矢量的冗余狀態和作用時間，并充分考慮到中矢量對中點平衡的影響，動態調整兩個電容器上的電壓，同時，詳細地分析了當參考電壓矢量落到具有一種或兩種冗余小矢量的小三角形區間時開關狀態的選擇、開關序列的順序以及作用時間的分配。 基于載波的調制策略是三電平變頻器采用的主要調制方式之一。本論文對所采用的基于載波的調制策略，作了深入分析，得出了相應的諧波特性。基于諧波總含量，對調制特性的優劣進行了比較，同時得出了不同載波調制策略輸出電壓諧波含量與調制度變化的對應關系，并通過實驗和仿真對相關結果進行了驗證。 主電路和控制電路的硬件設計將直接影響到變頻器的運行性能。本論文介紹了在現場實際運行中變頻器的主回路及其控制回路的硬件設計，采用理論計算與實踐驗證相結合的方法得出器件相關參數，并且針對變頻器內外RCD緩沖電路在工作時所產生的電壓不平衡作了分析，詳細的給出了其緩沖吸收電路算法。 最后，把本文的部分研究結果應用于實際工業現場中，研制了690V/600kW的大功率中壓變頻器，給出了現場運行結果。運行結果表明該變頻器輸出波形良好，性能滿足要求。
上傳時間： 2013-08-04
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低電壓輸入高電壓輸出的直流變換器被廣泛地應用在太陽能光伏發電系統、風能發電系統、燃料電池系統、車載逆變器電源等電力電子裝置中。隨著電力電子技術的發展，對該類型的變換器也提出了更高的要求。 本文主要針對中小功率的升壓變換器，對串聯諧振軟開關推挽電路進行了研究分析及實驗。 文章首先對理想工作條件下的串聯諧振軟開關推挽電路進行理論、仿真分析，并通過實驗驗證了電路損耗小、效率高的特性。三種不同的控制方案：導通時間固定、關斷時間變化的PFM調制方式，導通時間變化、關斷時間固定的PFM調制方式，PWM調制方式，被分別應用到電路中。通過理論、仿真以及實驗研究，比較分析了三種控制方案的優缺點，特別是對軟開關特性、輸出電壓調節及適用范圍等問題做了細致分析。文章還對應用在串聯諧振軟開關推挽電路中的變壓器作了一定研究分析。根據變壓器的機理，對該電路中特有變壓器的高變比問題和漏感問題展開分析，并提出工藝和設計原理上的相應的解決方案。 為進一步實現能量的高效轉換，提出了基于雙變壓器結構拓撲的串聯諧振軟開關推挽電路，并進行了有關理論分析、仿真和實驗研究。同單變壓器電路相比，該電路具有開關損耗小、變壓器損耗小、效率更高的優點，實驗結果充分驗證了以上結論。
上傳時間： 2013-04-24
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運動控制技術是機電一體化的核心部分，提高運動控制技術水平對于提高我國的機電一體化技術具有至關重要的作用。運動控制技術的發展是制造自動化前進的旋律，是推動新的產業革命的關鍵技術。對于數控系統來說，最重要的是控制各個電機軸的運動，這是運動控制器接收并依照數控裝置的指令來控制各個電機軸運動從而實現數控加工的，數據加工中的定位控制精度、速度調節的性能等重要指標都與運動控制器直接相關。目前對數控系統的研究都集中在插入PC的NC控制器的研究上，而其核心部分就是對步進、伺服電機進行控制的運動控制卡的研究。對PC-NC來說，運動控制卡的性能很大程度上決定了整個數控系統的性能，而微電子和數字信號處理技術的發展及其應用，使運動控制卡的性能得到了不斷改進，集成度和可靠性大大提高。 本課題通過對運動控制技術的深入研究，并針對國內運動控制技術的研究起步較晚的現狀，結合當前運動控制領域的具體需要，緊跟當前運動控制技術研究的發展趨勢，吸收了數控技術和相關運動控制技術的最新成果，提出了基于PCI和FPGA的方案，研制了一款比較新穎的、功能強大的、具有很大柔性的四軸多功能運動控制卡。 本課題的具體研究主要有以下幾方面： 首先，通過對運動控制卡及運動控制系統等行業現狀的全面調研，和對運動控制技術的深入學習，在比較了幾種常用的運動控制方案的基礎上，提出了基于FPGA的運動控制設計方案，并規劃了板卡的總體設計。 其次，根據總體設計，規劃了板卡的結構，詳細劃分并實現了FPGA各部分的功能；利用光電隔離原理設計了數字輸入/輸出電路。 再次，利用FPGA的資源實現了PCI從設備接口，達到跟控制卡通信的目的，針對運動控制中的一些具體問題，如運動平穩性、實時控制以及多軸聯動等，在FPGA上設計了四軸運動控制電路，定義了各個寄存器的具體功能，設計了功能齊全的加／減速控制電路、變頻分配電路、倍頻分頻電路和三個功能各異的計數器電路等，自動降速點運動、A／B相編碼器倍頻計數電路等特殊功能。最后，進行了本運動控制卡的測試，從測試和應用結果來看，該卡達到預期的要求。
上傳時間： 2013-07-27
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