隨著能源消耗的不斷增長和生態(tài)環(huán)境的日益惡化,世界各國都在積極尋找一種可持續(xù)發(fā)展且無污染的新能源。太陽能作為一種高效無污染的新能源,尤其受到人類的重視。近年來,許多國家都非常重視發(fā)展太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng),光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)已成為太陽能光伏應(yīng)用的主流。本文對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進行了詳細介紹,并對其控制方法進行了研究。太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的兩大核心部分是太陽能電池板的最大功率點跟蹤(MPPT)控制和光伏并網(wǎng)逆變控制。首先,本文對太陽能電池的工作原理及工作特性進行介紹,詳細分析太陽能電池工作的等效電路和數(shù)學模型。其次,本文對幾種傳統(tǒng)的最大功率點跟蹤(MPPT)控制算法進行了研究、分析和比較,提出各自優(yōu)缺點。基于最大功率跟蹤過程的快速性和穩(wěn)定性,設(shè)計采用逐步逼近法實現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)中太陽能電池的最大功率輸出,以提高系統(tǒng)的性能和最大功率點跟蹤速度。再次,基于光伏并網(wǎng)逆變器的控制目標,研究了光伏并網(wǎng)逆變器的常用控制方法,參考國內(nèi)外資料,選擇重復-PI控制作為光伏并網(wǎng)逆變器的控制策略。最后,基于TMS320LF2407高速數(shù)字信號處理器,設(shè)計光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),給出系統(tǒng)的硬件參數(shù)和軟件流程圖,并針對實驗和仿真波形進行分析。
標簽: DSP 光伏并網(wǎng)發(fā)電 系統(tǒng)研究
上傳時間: 2013-06-06
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隨著家用空調(diào)的普及應(yīng)用,空調(diào)已日漸成為耗能大戶。我國經(jīng)濟建設(shè)多年來高速發(fā)展,正面臨能源日益緊張的問題,由于空調(diào)節(jié)能尚有空間,因此人們普遍關(guān)注空調(diào)節(jié)能技術(shù)。在家用空調(diào)的各種節(jié)能技術(shù)中,直流壓縮機變頻驅(qū)動是發(fā)展的主流方向。從驅(qū)動方式上看,直流壓縮機可以采用方波控制或矢量控制。與方波控制相比,矢量控制的空調(diào)直流壓縮機具有噪聲低、振動小、效率高等特點,更加符合節(jié)能和環(huán)保的發(fā)展方向。 本文主要研究了適用于空調(diào)壓縮機負載的無轉(zhuǎn)子位置傳感器永磁同步電機矢量控制方法。首先從電機的基本方程入手,詳細推導了永磁同步電機矢量控制的數(shù)學模型。詳細分析了各種電流控制策略特點,提出了采用適合直流壓縮機驅(qū)動的MTPA控制方式。 其次提出了具有凸極效應(yīng)的壓縮機永磁同步電機的一種簡化模型,得到了適用于IPMSM的滑模觀測器,解決了IPMSM在αβ坐標系中應(yīng)用滑模觀測器困難的問題。針對壓縮機運行特點,采用全維狀態(tài)觀測器方法,實現(xiàn)IPMSM反電動勢的觀測,根據(jù)反電動勢計算出電機轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速,實現(xiàn)了無傳感器矢量控制。本文詳細分析了全維狀態(tài)觀測器的極點配置方法,通過將四個極點配置在相同位置,簡輕了計算量,也便于實現(xiàn)。 第三,由于反電動勢估算法在電機低轉(zhuǎn)速下不能正確估算轉(zhuǎn)子位置,無法正常閉環(huán)起動,本文提出了一種簡單的用于直流壓縮機的起動方法,實現(xiàn)了壓縮機的可靠起動。同時在深入分析電機等效模型的基礎(chǔ)上,給出了一種簡單的電機參數(shù)測量方法,通過簡單測量和計算,得到系統(tǒng)實現(xiàn)無傳感器永磁同步電機矢量控制所需的電感、電阻及反電動勢系數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)。 最后通過MATLAB/Simulimk7.1仿真軟件對基于滑模觀測器和基于全維觀測器的永磁同步電機矢量控制方法進行了仿真驗證,設(shè)計了以TMS320F2403數(shù)字信號處理器為控制核心的直流壓縮機矢量控制實驗平臺,并進行了大量的實驗驗證。仿真及實驗結(jié)果證明了本文理論分析和所提方法的正確性,并已應(yīng)用于實際的直流壓縮機矢量控制系統(tǒng)。
標簽: 空調(diào)壓縮機 無傳感器 方法研究
上傳時間: 2013-06-13
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隨著通訊技術(shù)和電力系統(tǒng)的發(fā)展,對通訊用電源和電力操作電源的性能、重量、體積、效率和可靠性都提出了更高的要求。而應(yīng)用于中大功率場合的全橋變換器與軟開關(guān)的結(jié)合解決了這一問題。因此,對其進行研究設(shè)計具有十分重要的意義。 首先,論文闡述PWM DC/DC變換器的軟開關(guān)技術(shù),且根據(jù)移相控制PWM全橋變換器的主電路拓撲結(jié)構(gòu),選定適合于本論文的零電壓開關(guān)軟開關(guān)技術(shù)的電路拓撲,并對其基本工作原理進行闡述,同時給出ZVS軟開關(guān)的實現(xiàn)策略。 其次,對選定的主電路拓撲結(jié)構(gòu)進行電路設(shè)計,給出主電路中各參量的設(shè)計及參數(shù)的計算方法,包括輸入、輸出整流橋及逆變橋的器件的選型,輸入整流濾波電路的參數(shù)設(shè)計、高頻變壓器及諧振電感的參數(shù)設(shè)計以及輸出整流濾波電路的參數(shù)設(shè)計。 然后,論述移相控制電路的形成,對移相控制芯片進行選擇,同時對移相控制芯片UC3875進行詳細的分析和設(shè)計。對主功率管MOSFET的驅(qū)動電路進行分析和設(shè)計。 最后,基于理論計算,對系統(tǒng)主電路進行仿真,研究其各部分設(shè)計的參數(shù)是否合乎實際電路。搭建移相控制ZV SDC/DC全橋變換器的實驗平臺,在系統(tǒng)實驗平臺上做了大量的實驗。 實驗結(jié)果表明,論文所設(shè)計的DC/DC變換器能很好的實現(xiàn)軟開關(guān),提高效率,使輸出電壓得到穩(wěn)定控制,最后通過調(diào)整移相控制電路,可實現(xiàn)直流輸出的寬范圍調(diào)整,具有很好的工程實用價值。
上傳時間: 2013-08-04
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高速電路設(shè)計實踐,主要是相對硬件線路設(shè)計
上傳時間: 2013-04-24
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近年來在運動控制領(lǐng)域三電平中壓變頻器的開發(fā)研究得到了廣泛關(guān)注,三電平逆變器使得電壓型逆變器的大容量化、高性能化成為可能,研究和開發(fā)三電平逆變器,無論在技術(shù)上還是在實際應(yīng)用上都有十分重要的意義。 本文首先論述了三電平逆變器的原理,詳細分析了一種控制策略—空間電壓矢量法,給出PWM波的計算公式和開關(guān)動作次序,并仿真出波形。 其次闡述了三電平逆變器的主電路構(gòu)成、功率器件MOSFET的驅(qū)動技術(shù)和基于DSP2407A控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計,并據(jù)此設(shè)計出了一套小容量三電平逆交器實驗裝置。 最后介紹了三電平空間電壓矢量控制算法的實現(xiàn)和軟件設(shè)計,給出了實驗裝置的運行結(jié)果,并分析了設(shè)計中存在的問題。
上傳時間: 2013-04-24
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大功率電力電子裝置的廣泛應(yīng)用使電力系統(tǒng)無功功率補償和諧波污染問題日趨嚴重,動態(tài)無功功率補償和諧波抑制成為現(xiàn)代電力傳動領(lǐng)域研究的熱點。傳統(tǒng)補償技術(shù)由于主控制器運算能力的限制,難以對實時信號進行有效分析,影響了補償效果。而DSP計算速度快,能夠?qū)崿F(xiàn)復雜的數(shù)字信號處理或數(shù)字實時控制。本文針對礦井直流提升機的無功補償問題,設(shè)計了一種基于DSP的TCR型動態(tài)無功補償器,以穩(wěn)定電網(wǎng)電壓、減小電壓波動,提高功率因數(shù)。 本文綜述了無功補償技術(shù)的國內(nèi)外研究概況、水平和發(fā)展趨勢,基于 MATLAB 對電力電子裝置諧波源進行了諧波分析與仿真,分析和介紹了 TCR 的無功補償原理及瞬時無功理論,確定了無功補償系統(tǒng)主電路及其控制系統(tǒng),提出了系統(tǒng)的總體方案。 本設(shè)計選用 TMS320F2812 DSP 芯片作為主處理器,設(shè)計了信號輸入、濾波放大和信號調(diào)理等 DSP 外圍硬件電路;軟件方面采用模塊化設(shè)計,編寫了軟件流程圖,給出了部分程序代碼。 本文基于MATLAB軟件對無功補償控制系統(tǒng)的補償效果進行了模擬仿真。仿真結(jié)果表明:系統(tǒng)線電壓、負載無功功率和TCR無功功率等在兩個周期內(nèi)達到穩(wěn)定,系統(tǒng)線電壓波動小于3%,系統(tǒng)線電壓和系統(tǒng)線電流中僅含有較少量的5次、7次和 11 次諧波,總諧波畸變率滿足《公用電網(wǎng)諧波》標準的要求,為在煤礦中的實際應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。
上傳時間: 2013-07-24
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高壓變頻調(diào)速技術(shù)節(jié)能效果顯著,多電平逆變器是其常用的一種電路拓撲形式。三電平逆變器能降低功率器件耐壓要求、降低諧波含量,普遍地采用電壓空間矢量脈寬調(diào)制的控制策略。將DSP數(shù)字控制技術(shù)應(yīng)用于三電平逆變器不僅簡化了系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu),提高系統(tǒng)性能,還可以實現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化控制。 本文首先簡要介紹了三電平逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)和控制策略,并闡述了二極管箝位式三電平逆變器電路結(jié)構(gòu)和電壓空間矢量脈寬調(diào)制控制策略的實現(xiàn)方法。在此基礎(chǔ)上,通過對逆變器的工作過程分析,建立了逆變器的數(shù)學模型。并提出了一種能控制逆變器直流側(cè)電容中點電位平衡并且能降低開關(guān)損耗的電壓空間矢量脈寬調(diào)制方法。 本文在綜述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出一種基于復合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電壓空間矢量脈寬調(diào)制算法,充分利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的快速并行處理能力、學習能力,縮短了計算時間,降低了由控制延時引起的諧波成分。最后在MATIAB/Simulink環(huán)境下,結(jié)合ANN工具箱建立了仿真模型。仿真結(jié)果證明了基于復合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的可行性。 本文進行了三電平逆變器的主電路、開關(guān)器件驅(qū)動電路、電流電壓檢測電路和保護電路等的設(shè)計。根據(jù)三電平逆變器主電路功率開關(guān)多,驅(qū)動信號不能共地的特點,本文設(shè)計一種利用光耦隔離驅(qū)動功率開關(guān)器件的驅(qū)動保護電路,降低電磁干擾,并在過流等異常情況下實時保護功率開關(guān)器件。最后以TMS320LF2407DSP為數(shù)字控制平臺,實現(xiàn)了三電平逆變器的電壓空間矢量脈寬調(diào)制控制策略。
上傳時間: 2013-07-07
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高速發(fā)展的DSP技術(shù)為語音信號處理領(lǐng)域提供了良好的發(fā)展平臺,使得實時實現(xiàn)各種復雜的算法稱為可能。G.729語音編碼是國際電信聯(lián)盟(ITU-T)于1996年獲準通過的采用共軛結(jié)構(gòu)代數(shù)碼激勵線性預測技術(shù)的具有8 kbit/s碼速率的語音算法建議,廣泛應(yīng)用于數(shù)字移動通信、IP電話和數(shù)字衛(wèi)星通信中。本文研究了G.729語音編碼原理和在TMS320C5416定點DSP芯片上實時實現(xiàn)該編碼器過程中的軟、硬件設(shè)計。主要涉及有以下幾方面內(nèi)容: 1.介紹語音編碼技術(shù)和DSP技術(shù)的發(fā)展概況。 2.研究了基于CELP結(jié)構(gòu)的G.729編碼的算法原理。 3.根據(jù)G.729聲碼器實時實現(xiàn)的需要,介紹硬件平臺的組成,研究了系統(tǒng)軟件的設(shè)計和基于算法和實時需要的軟件優(yōu)化。 4.利用DSP代碼調(diào)試工具對系統(tǒng)性能進行分析,得出測試結(jié)果。
上傳時間: 2013-07-11
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近年來隨著用電設(shè)備對供電電源的性能和可靠性要求越來越高,不間斷供電系統(tǒng)(UPS)得到了廣泛應(yīng)用。UPS模塊化并聯(lián)可實現(xiàn)大容量供電和冗余供電,是提高UPS容量和可靠性的一條重要途徑,因而被公認為當今逆變技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。 本文主要致力于無輸出隔離變壓器的逆變器并聯(lián)系統(tǒng)環(huán)流特性及其并聯(lián)控制實現(xiàn)的研究。首先探討了基于電壓電流雙閉環(huán)控制的逆變器控制設(shè)計方法,在確定雙閉環(huán)控制逆變器閉環(huán)傳遞函數(shù)并了解其等效輸出阻抗特性的基礎(chǔ)上,建立了基于等效輸出阻抗的并聯(lián)系統(tǒng)模型分析其環(huán)流特性,并提出了一種新的基于有功功率和無功功率的逆變器并聯(lián)控制方案,包括:基準電壓相位和幅值的調(diào)整,PI控制參數(shù)設(shè)計,有功和無功功率計算,逆變輸出電壓同步鎖相等。此外本文還特別討論了雙閉環(huán)控制逆變器輸出電壓直流分量產(chǎn)生原因,提出了逆變器輸出電壓直流分量檢測與高精度數(shù)字調(diào)節(jié)方法,研究了雙閉環(huán)控制逆變器并聯(lián)系統(tǒng)直流環(huán)流產(chǎn)生原因及其檢測與抑制方法。最后通過實驗和實驗波形驗證本文所介紹的逆變器并聯(lián)控制方案的可行性。
上傳時間: 2013-04-24
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本論文針對6kV/400kW三相異步電動機的中壓變頻器試驗裝置,從分析目前中壓變頻器常用的主回路拓撲入手,詳細闡述并分析了本文研究的單元串聯(lián)型中壓變頻器控制系統(tǒng)。 本文首先從理論上分析了多單元串聯(lián)型中壓變頻器脈寬控制原理。然后,把一種高性能的V/f控制方案引入中壓變頻器控制系統(tǒng)。通過矢量補償定子壓降,進行轉(zhuǎn)差補償和對電機電流進行限制控制,實現(xiàn)了具有很好的低頻性能并具有防“跳閘”等功能的V/f控制方案。 同時,本文將Siemens公司通用變頻器的時隙、連接紙的概念運用到中壓變頻器控制領(lǐng)域。增加了系統(tǒng)的可變性,自由性和方便性。設(shè)計了具有系統(tǒng)組態(tài)功能的模塊化軟件,其中著重對控制軟件中的幾個重要功能進行了分析討論。這些重要功能模塊有:控制字和狀態(tài)字、順序控制、V/f曲線、給定積分器、基于電壓補償?shù)妮敵鲎詣臃€(wěn)壓算法、通訊功能等。 中壓變頻器在實驗室設(shè)計為6kV/22kW試驗系統(tǒng),實際設(shè)計為6kV/400kW的變頻系統(tǒng)裝置。本文給出了實驗室調(diào)試結(jié)果及分析。實驗結(jié)果表明,該中壓變頻器能夠安全、穩(wěn)定地運行。
上傳時間: 2013-04-24
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