論文分析了混合式步進電動機的工作原理和運行特性。采用簡化的磁網絡模型,推導了建立二相混合式步進電機數學模型的關系式。并對步進電機的多種驅動技術進行了詳細的研究,著重分析和論述了正弦脈寬調制細分驅動技術。文中對整個系統的結構、硬件電路設計及驅動軟件編程進行了研究和實現,并給出了系統性能實驗結果。 步進電機的使用離不開步進電機驅動器,驅動器的優劣影響著步進電機的運行性能。傳統的驅動方式側重于使步進電機繞組電流以盡可能短的時間上升到額定值,以提高電機高速運行時的轉矩,一般步距角較大,且造成低速運行時的振動和噪聲加大。針對此問題,開發出一種新型的基于單片機的多細分二相混合式步進電機驅動器。該驅動器以二相混合式步進電動機的靜態和動態運行特性為出發點,主要分為數字控制部分、GAL片邏輯綜合信號處理單元、SG3525恒流控制電路、驅動功放電路、過流保護及反饋電路和系統供電電源模塊等。采用專用集成芯片和可編程邏輯器件,以8位單片機AT89C51為控制核心,實現恒流控制、正/反轉運行、過流保護和多檔位細分等功能。在器件選型和軟、硬件設計方面兼顧了性能與成本等因素,性價比較高且通用性強。 該驅動器樣機已完成制作并進行了聯調測試,文中給出了測試結果并對所測波形進行了分析。實驗結果表明,系統硬件和軟件設計合理可行,各項技術指標均達到了設計要求。它與混合式步進電動機配套可以明顯地改善步進電動機的運行性能,拓寬其應用領域。
上傳時間: 2013-06-07
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低壓斷路器是電力系統中低壓配電網中的主要電器開關之一,它不僅可以接通和分斷正常負載電流和過載電流,而且可以接通和分斷短路電流。主要在頻繁操作的低壓配電線路或開關柜中作為電源開關使用,并對線路、電器設備等實行保護,當它們發生嚴重過流、過載、短路、斷相、漏電等故障時,能自動切斷線路,起保護作用,應用十分廣泛。智能控制器是斷路器上的保護裝置,也是斷路器的核心控制裝置。 20世紀90年代,隨著電力電子技術、微電子技術、計算機技術和通信技術的飛速發展,斷路器的保護裝置己由傳統的電磁式過流脫扣器發展成采用集成電路的電子式脫扣器,直至目前出現了帶高性能微處理器的智能控制器。新一代的智能控制器采用了模塊化結構設計,集測量、監視、控制、通信、保護等功能于一體,在低壓系統中得到了廣泛的應用。 在本課題中,該智能控制器在硬件上以美國Microchip公司推出的公司生產的PIC148F448為核心處理器,主要進行數據的實時采集處理和斷路器的故障保護,實時顯示線路運行時電流或故障信息等。利用帶有CAN接口的高性能的PIC18F448單片機設計了CAN總線接口,給出了CAN接口的硬件電路、軟件流程。該電路具有硬件設計簡單、可靠性高、實時性強等特點。實現了智能控制器與PC機的雙向通信功能,通過總線系統達到遙調、遙控的目的,使得智能控制器的性能得到增強,符合配電系統的要求,達到了本課題研究要求。
上傳時間: 2013-04-24
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燃料電池電動汽車DC/DC變換器的諸如工作電壓、電流、效率、體積、重量、溫度這些參數指標中溫度參數是一個尤為重要的參數。如何對DC/DC變換器內部多點溫度參數進行實時監測從而為DC/DC變換器提供可靠的溫度參數就成為本課題的直接來源和選題依據。 USB總線具有即插即用、使用方便、易于擴展以及抗干擾能力強等其它總線無法比擬的優點。如今USB已經成為PC上的標準接口,并迅速占領了計算機中、低速外設的市場。而且隨著計算機功能的不斷強大,虛擬儀器技術也在不斷發展。它代表了測量與控制技術的未來發展方向。本課題的研究目的就是希望將USB總線技術和虛擬儀器技術應用到測量系統中,充分利用實驗室現有的資源,設計一個基于USB總線和LabVIEW的多路溫度測試儀。 在了解DC/DC變換器內部主電路的拓撲結構的基礎上,考慮測試系統抗干擾技術,選用擴展了USB功能的微控制器芯片STM32F103和高精度溫度傳感器PT1000完成了基于恒流源的多通道溫度檢測電路原理圖與印刷電路板設計。在學習USB協議和電子芯片數據手冊的基礎上編寫了測試儀的下位機固件程序。通過LabVIEW中的NI—VISA開發驅動程序實現上位機與USB設備的通信功能。在LabVIEW虛擬儀器軟件開發平臺中編寫用戶界面并建立合理的報表生成系統,有效存儲數據提供用戶查詢。 直接在LabVIEW環境下通過NI—VISA開發能驅動用戶USB系統應用程序,完全避開了以前開發USB驅動程序的復雜性,大大縮短了開發周期,節省了開發成本。設計完畢后對系統進行了軟硬件聯調,通道標定和現場試驗,并進行了精度分析。實驗結果表明課題在這一研究過程中取得了預期的良好結果。
上傳時間: 2013-06-07
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無功功率是影響電網穩定的一個重要因素,無功補償是保證電力系統高效可靠運行的有效措施之一,它關系到整個電力系統能否安全穩定的運行。基于國內電力市場的需求現狀,考慮到無功補償的實現條件和經濟適應性,研制出了一種基于DSPTMS320LF2407A控制的TSC型低壓動態無功補償裝置。 本文主要研究了TSC無功補償的基本原理,無功補償的控制方式和原理,MATLAB系統仿真以及控制器的軟、硬件的設計。在硬件設計方面,由DSPTMS320LF2407A作為主控制器,能夠實現自動采樣計算、無功自動調節、故障保護、數據存儲等功能,具有比傳統的單片機控制運算速度高,實時性好的特點。采用晶閘管控制投切電容器,完全實現了電容器的快速,無弧,無沖擊投切,具有優良的性能。在軟件上,采用C語言和匯編語言混合編程。在投切原則上,與常見的功率因數控制方案相比較,采用無功功率和功率因數相結合控制方式,避免了輕載投切振蕩,使無功調節更為合理。 為了實現裝置應具有的功能,本文設計并制作了較為完整的控制電路及其外圍設備的硬件電路。文中設計編寫了整個控制系統的控制程序,給出了控制軟件的結構框圖。結果表明本裝置軟硬件設計合理,控制方法可行,系統運行可靠,達到了預期的目的。
上傳時間: 2013-07-05
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傳統開環運行的三相混合式步進電動機驅動系統中存在著振蕩和失步等不足之處。本文針對這種情況,通過對理想化三相混合式步進電動機數學模型的分析,把三相混合式步進電動機視為一種低速同步電動機。同時,結合電流跟蹤型PWM控制方式及恒流斬波驅動的工作原理,設計了基于數字信號處理器TMS320F2812的全數字三相混合式步進電動機正弦波細分驅動系統。 首先,本文從三相混合式步進電動機的數學模型出發,對步進電動機的細分驅動方式進行了研究,分析了步進電動機連續均勻旋轉的工作機理。然后分析了步進電動機的運行特性及細分控制的必要性,進而分析了細分驅動對改善步進電動機運行性能的作用,并針對細分運行的一些不足之處,提出了均勻細分恒轉矩控制的方案。理論分析表明,在混合式步進電動機的三相定子繞組中通以互差120°的正弦波電流時,可得到類似同步機的轉矩特性,使電動機均勻旋轉。 本系統硬件電路以TMS320F2812為核心,采用正弦波細分和電流跟蹤型脈寬調制(PWM)技術實現三相混合式步進電動機的細分控制,使三相定子繞組電流嚴格跟蹤電流給定信號變化。應用IR公司的IR2130集成驅動芯片進行了步進電動機驅動系統的功率驅動環節的設計,節省了板上空間,減小了裝置體積。同時從裝置可靠性出發,設計了一套安全可靠的硬件保護電路。 實驗結果表明,本文所設計的三相混合式步進電動機正弦波細分驅動器具有優良的控制性能。細分運行時減弱了混合式步進電動機的低速振動和噪聲,使電動機運行平穩,并改善了其低頻運行性能。
上傳時間: 2013-06-27
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蓄電池組已越來越廣泛地應用于交通運輸、電力、通信等諸多領域和部門,其壽命直接關系到能源的有效利用以及相應系統的整體壽命、可靠性和成本。本課題從提高電池壽命的角度研究串聯蓄電池組的充電問題,基于前人使用磁放大器作后級調整的基礎上,提出了一種新穎的基于開關管MOSFET后級調整和高頻母線的蓄電池組分布式單體充電方法。所有二次側電路通過高頻母線的形式共用一個一次側電路;在兼顧效率、體積和成本的前提下有效的解決了串聯蓄電池組的充電不均衡問題。 論文對采用雙管正激拓撲的高頻母線產生電路的設計給出了說明;同時也介紹了幾種后級調整方法及各自優缺點。針對后級調整中的同步問題,提出了幾種產生同步鋸齒波的解決方案。最后利用同步脈沖產生電路,采用最常見的UC3843芯片,產生穩定可靠的同步鋸齒波,實現后級調整開關動作與母線方波電壓的同步。并且針對多路后級調整場合下,采取措施減小了母線電壓毛刺,同時也改善了電流采樣波形。 論文設計了一套單體3500mAh、3.7V鋰離子電池組的單體獨立充電器,以雙管正激電路為原邊電路作為主模塊,次級是以MOSFET作后級調整電路實現充電功能作為充電電路模塊。試驗中采用了四個充電電路模塊,同時對四個鋰離子電池單體分別獨立充電。充電電路模塊中,通過控制MOFET開關,可實現鋰電池的恒流、恒壓充電和滿充切斷,充電電壓和充電電流可精確控制在1%以內。該充電電路并能顯示電池充電狀態,并在單體充電電路間傳遞充電狀態信號,最后反饋給母線電路以控制母線電壓輸出的開通與關斷。特別指出的是該電路的過放電檢測功能,是直接利用電池自身電壓來檢測得出電池自身是否處于過放電狀態判定信號,并在充電模塊間傳遞,最后得出蓄電池組過放電判定信號。整機有較低的待機功耗,并均使用了低成本器件,進一步降低了成本。 論文給出了詳細的設計過程,最后通過實驗將該方案與串聯充電方案比較,驗證了該充電方案的可靠性與優越性。
上傳時間: 2013-04-24
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蓄電池作為一種儲能設備,廣泛應用于國民經濟的各個部門。近幾年來,電動汽車行業迅速發展,對于純電動汽車蓄電池是唯一的動力源,需要定期的滿充滿放的維護來提高電池性能,同時測量電池實際安時數。蓄電池的充放電技術與蓄電池相伴而生,與蓄電池的發展和應用有著密切的關系。充放電系統性能直接影響著蓄電池的技術狀態,使用壽命,并決定著放電時對電網污染的程度。 目前,大功率蓄電池充放電系統仍大量采用晶閘管移相控制技術,該技術具有技術成熟,價格低廉的優點,但網側功率因數低,對電網的污染大。而消除電網諧波污染、提高功率因數是電力電子領域研究的重大課題之一。本文為大功率鋰離子蓄電池充放電設計的系統采用電壓型PWM整流器和雙向DC/DC變換器的結構,在實現能量雙向流動的同時,實現網側電流波形的正弦化控制,具有節能,對電網污染小等優點。 本文設計了主電路參數并在MATLAB/Simulink環境下進行了仿真。本文還提出了以MC9S12D64為核心的雙向DC/DC變換器控制板和控制器的硬件、軟件的完整的設計方案。充電采用恒流充電和恒壓充電相結合的控制策略,實現單體電池電壓控制,提高了充放電控制性能和安全性。充放電系統樣機測試結果表明:滿載時,系統效率80%以上,功率因數99%以上,諧波含量5%以下,滿足設計要求,驗證了系統設計的可行性。
上傳時間: 2013-06-27
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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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在電力系統中,無功功率是影響電網穩定的一個重要因素,它關系到整個電力系統能否安全穩定的運行,無功補償是保證電力系統高效可靠運行的有效措施之一。基于國內電力市場的需求現狀,考慮到無功補償的實現條件和經濟適應性,研制出了一種基于DSP TMS320LF2407A控制的TSC型低壓動態無功補償裝置。該裝置以實時的電網監測數據為依據,以低壓網的最佳無功補償為對象。 本文主要研究了TSC無功補償的基本原理,無功補償的控制方式和原理,以及控制器的軟、硬件的設計。在硬件設計方面,由DSP TMS320LF2407A作為主控制器,能夠實現自動采樣計算、無功自動調節、故障保護、數據存儲等功能,具有比傳統的單片機控制運算速度高,實時性好的特點。采用晶閘管控制投切電容器,完全實現了電容器的快速,無弧,無沖擊投切,具有優良的性能。在軟件上,采用C語言和匯編語言混合編程,遵循模塊化設計原則,提高了系統的通用性和維護的簡易程度。在投切原則上,與常見的功率因數控制方案相比較,采用電壓無功復合控制,避免了輕載投切振蕩,使無功調節更為合理。為了實現裝置應具有的功能,本文設計并制作了較為完整的控制電路及其外圍設備的硬件電路。它們包括觸發電路、采樣電路及通訊電路等。文中設計編寫了整個控制系統的控制程序,給出了控制軟件的結構框圖。在本文中,還設計了電容器保護電路,以及裝置在電網諧波含量超標時采取的保護措施。實驗結果表明,本裝置軟硬件設計合理,控制方法可行,系統運行可靠,達到了預期的目的。
上傳時間: 2013-04-24
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LED日光燈管開關電源設計方案,寬電壓輸入。
上傳時間: 2013-06-05
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