本文對家用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)。首先在太陽能電池工作原理的基礎(chǔ)上對其輸出特性進(jìn)行了仿真。根據(jù)其輸出的非線性關(guān)系，闡述了最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）的原理，并結(jié)合DC-DC變換器對常用的MPPT算法進(jìn)行了仿真。通過對比幾種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，給出了一種新型MPPT算法。接著對儲能蓄電池的充放電特性進(jìn)行了研究，然后根據(jù)負(fù)載的要求計(jì)算了蓄電池的容量，并采用Boost變換器對其進(jìn)行充電控制。其次，考慮到蓄電池組的電壓等級較低，為使輸出220V的交流電，通過分析幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，最終采用“推挽升壓電路+全橋逆變”的電源設(shè)計(jì)方案以提高整個系統(tǒng)的效率，設(shè)計(jì)包括硬件和軟件兩部分。在推挽電路中介紹了各元器件參數(shù)的選擇、高頻變壓器的設(shè)計(jì)及其控制電路等，其中PWM驅(qū)動電路輸出采用圖騰柱的方式以增強(qiáng)其驅(qū)動能力；逆變電路同樣給出了功率開關(guān)管、濾波器的選取方法，并設(shè)計(jì)了過流保護(hù)和電壓采樣調(diào)理電路，對濾波器傳遞函數(shù)的仿真驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性。在軟件設(shè)計(jì)中，基于DSP實(shí)現(xiàn)了MPPT控制、SPWM驅(qū)動信號的生成和P1閉環(huán)反饋控制。最后，論文給出了相關(guān)實(shí)驗(yàn)電路的調(diào)試結(jié)果，從中可以看出，所設(shè)計(jì)的電路實(shí)現(xiàn)了各部分的功能，并驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性。關(guān)鍵詞：太陽能電池；最大功率點(diǎn)跟蹤；推挽電路：SPWM：DSP
標(biāo)簽： mppt 太陽能 光伏發(fā)電系統(tǒng)
上傳時間： 2022-06-19
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首先，本文對幾種傳統(tǒng)MPPT控制算法進(jìn)行了研究、分析和比較，總結(jié)出這些算法存在的共同缺點(diǎn)是無法適應(yīng)光伏陣列P-V曲線呈現(xiàn)多峰的情況，由此引出新穎MPPT算法研究的必要性。對光伏陣列在各種復(fù)雜條件下進(jìn)行了人工遮擋實(shí)驗(yàn)，觀察所得大量數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)5條重要規(guī)律，它是新穎MPPT算法實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。其次，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求給出了本系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案，并詳細(xì)介紹了硬件、軟件設(shè)計(jì)方案。再次，依據(jù)硬件設(shè)計(jì)方案搭建硬件電路。硬件電路設(shè)計(jì)采用TI公司的DSP TMS320F28027作為主控芯片，設(shè)計(jì)光伏陣列的電壓、電流采集及信號處理電路，并根據(jù)MPPT控制算法輸出PWM信號，再經(jīng)隔離、驅(qū)動電路放大后驅(qū)動DC/DC電路功率管的通與斷。由PWM占空比的不斷變化動態(tài)的調(diào)整了光伏陣列的等效負(fù)載阻抗，從而達(dá)到最大功率點(diǎn)追蹤的目的。隨后，基于CCS開發(fā)環(huán)境，編程實(shí)現(xiàn)新穎MPPT算法，該算法主要由主程序、AD采樣子程序、改進(jìn)擾動觀察法子程序，全局峰點(diǎn)追蹤子程序及定時中斷子程序等五部分組成。最后，分別對各個模塊電路及新穎MPPT算法進(jìn)行測試，并給出必要的測試結(jié)果圖。測試結(jié)果表明，硬件、軟件算法都滿足設(shè)計(jì)要求，而且新穎MPPT算法較傳統(tǒng)MPPT算法能夠更正確、快速的追蹤到光伏系統(tǒng)在復(fù)雜條件下的全局最大功率點(diǎn)，這對以后光伏系統(tǒng)控制算法的進(jìn)一步研究具有很大的技術(shù)參考價值。
標(biāo)簽： 光伏系統(tǒng) mppt 算法 dsp
上傳時間： 2022-07-26
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該文通過研究直流調(diào)速系統(tǒng)雙向功率變換電路,提出一種ZCZVS Boost雙向DC/DC變換器與VVVF變頻調(diào)速器相結(jié)合,驅(qū)動鼠籠型異步電機(jī)的節(jié)能型電動車交流驅(qū)動系統(tǒng).該系統(tǒng)在功能上實(shí)現(xiàn)了車輛剎車減速或下坡制動時能量的回饋,達(dá)到節(jié)能、提高能量使用效率和增加車輛行駛距離的目的;采用交流異步電機(jī),克服了傳統(tǒng)直流驅(qū)動系統(tǒng)的諸多缺陷,降低了成本,減少了維護(hù);采用ZCZVS技術(shù),降低了電磁干擾和損耗,提高了效率;另外,在逆變主電路中采用IPM模塊,簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),節(jié)約了空間,提高了整個系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性.論文詳細(xì)分析了系統(tǒng)工作原理,進(jìn)行了拓?fù)浜蛥?shù)設(shè)計(jì),并完成一套300W樣機(jī)的制作,通過相應(yīng)的仿真和實(shí)驗(yàn)測試,驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性,特別適用于頻繁減速或剎車制動的電動車輛.預(yù)計(jì)該系統(tǒng)在旅游風(fēng)景區(qū)、山城等將有很好的應(yīng)用前景.
上傳時間： 2013-07-01
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直線電動機(jī)直接驅(qū)動運(yùn)動設(shè)備，省略了機(jī)械轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，完全消除機(jī)械傳動元件的速度和加速度的物理極限，具有長行程、低慣量、高精度、快響應(yīng)和高速度等特征，是先進(jìn)加工中心的標(biāo)志。90年代中期以后，直線驅(qū)動技術(shù)在超精密定位領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，吸引了越來越多的研究機(jī)構(gòu)和人員投入到這一領(lǐng)域中來。 永磁直線同步電機(jī)與普通的直線異步電機(jī)相比，具有效率高、輸出力矩大、體積小、易于控制等優(yōu)點(diǎn)，極大地提高了進(jìn)給系統(tǒng)的快速響應(yīng)性和運(yùn)動精度，成為新一代超精密機(jī)床中最具有代表的技術(shù)。永磁直線同步電機(jī)伺服控制系統(tǒng)將是當(dāng)前和今后直線電機(jī)發(fā)展應(yīng)用的一個方向。 本文以直線電機(jī)理論為依據(jù)，以現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備及新的實(shí)驗(yàn)方法為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了永磁直線同步電動機(jī)控制系統(tǒng)，分析了永磁直線同步電機(jī)控制系統(tǒng)中存在的難點(diǎn)，并對直線電動機(jī)控制系統(tǒng)的控制性能進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)研究。 首先，介紹了永磁直線同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、相關(guān)控制策略，對直線電機(jī)控制難點(diǎn)進(jìn)行了探討。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了永磁直線同步電機(jī)的控制系統(tǒng)的總體方案。 然后針對永磁直線同步電機(jī)控制系統(tǒng)的主要難點(diǎn)，分為位置檢測技術(shù)，硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)三個方面對控制系統(tǒng)進(jìn)行分析。根據(jù)永磁直線同步電機(jī)的特點(diǎn)，提出一種簡易的初始位置檢測方法，并設(shè)計(jì)了檢測電路。該方法基于線性霍爾元件，基本上不增加控制系統(tǒng)成本，安裝簡便，效果良好。在普通的三相逆變電路的直流側(cè)添加DC/DC電力電子電路。這樣的做的好處是根據(jù)系統(tǒng)需求輸出直流電壓，減少諧波。由于傳統(tǒng)的基于前后臺工作機(jī)制的電機(jī)控制軟件存在響應(yīng)不及時、不穩(wěn)定等弊病，提出了基于嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)機(jī)制上編寫電機(jī)控制軟件。 最后基于樣機(jī)和控制器做了相應(yīng)試驗(yàn)，分析了試驗(yàn)結(jié)果，并提出了存在的問題和下一步的工作展望。
標(biāo)簽： 直線 同步電機(jī) 控制技術(shù)
上傳時間： 2013-06-20
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隨著人類生活水平的提高，人們對能源的需求也日益提高。太陽能作為一種新型的綠色可再生能源，具有儲量大、利用經(jīng)濟(jì)、清潔環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。因此，太陽能的利用越來越受到人們的重視，而太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用更是人們普遍關(guān)注的焦點(diǎn)。在不久的將來，太陽能光伏利用的主要形式將是并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。高性能的數(shù)字信號處理器芯片(DSP)的出現(xiàn)，使得一些先進(jìn)的控制策略應(yīng)用于光伏并網(wǎng)的控制成為可能。 一套基本的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)一般是由太陽能電池板、太陽能控制器和逆變器構(gòu)成。其中，太陽能控制器和逆變器是光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的核心部分，本文針對如何提高太陽能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率，從建模仿真方面對具有最大功率點(diǎn)跟蹤的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行了研究。首先，概述了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成，介紹了目前我國太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用。其次，使用MATLAB中的POWER SYSTEM BLOCKSETS 工具軟件建立了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的動態(tài)模型，并進(jìn)行了仿真，給具體的硬件設(shè)計(jì)提供了極為有效的幫助。再次，通過比較幾種常用的DC/DC 變換器的工作原理，提出利用推挽式DC/DC 變換器實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換，對參數(shù)進(jìn)行分析后建立了推挽式DC/DC 變換器的仿真模型。MPPT(最大功率點(diǎn)跟蹤)是光伏系統(tǒng)中經(jīng)常遇見的問題。本文詳細(xì)地分析了常用的幾種MPPT 方案，并提出了幾種新的MPPT 方案。分析了基于DSP 芯片(TMS320F240)的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)思想。采用電網(wǎng)電壓前饋和電流跟蹤技術(shù),建立了相關(guān)的控制模型,實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)側(cè)電流正弦化和單位功率因數(shù)。最后本文結(jié)合實(shí)際系統(tǒng)給出了SPWM的設(shè)計(jì)方案和軟件流程圖。
標(biāo)簽： DSP 光伏并網(wǎng) 逆變系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-22
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本文對燃料電池車用DC/DC變換器的基本原理以及控制策略進(jìn)行了較為詳盡的分析和討論，對基于ARM的DC/DC變換器控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)作了較為詳盡的論述，對控制系統(tǒng)的電磁兼容作了詳細(xì)的研究并給出了提高電磁兼容能力的措施。本文介紹了本課題研究的背景，燃料電池電動汽車的特性和研究的目的與意義并分析了大功率DC/DC變換器主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理和電磁兼容環(huán)境。在此基礎(chǔ)上，從控制電路的最小系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、脈沖發(fā)生系統(tǒng)以及驅(qū)動電路、CAN通訊電路等方面重點(diǎn)討論了DC/DC變換器控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)以及驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)。本文在DC/DC變換器電感電流連續(xù)狀態(tài)空間小信號數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，應(yīng)用MATLAB軟件對大功率DC/DC變換器單環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行了建模和仿真分析，給出了具有實(shí)際指導(dǎo)意義的結(jié)論，設(shè)計(jì)了基于ARM控制系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)并編寫了相應(yīng)的軟件代碼。此外，本文從硬件和軟件兩個方面重點(diǎn)討論了控制系統(tǒng)的電磁兼容以及抗干擾措施。在系統(tǒng)硬件和軟件基礎(chǔ)上進(jìn)行了功率試驗(yàn)并給出了試驗(yàn)結(jié)果以及今后改進(jìn)的方向。
上傳時間： 2013-05-28
上傳用戶：思琦琦
本論文主要針對燃料電池電動轎車FCEV(Fuel Cell Electrical Vehicle)用DC/DC變換器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及電磁干擾產(chǎn)生與抑制問題進(jìn)行研究.針對燃料電池偏軟的輸出特性和電動汽車對DC/DC變換器的體積小、重量輕和效率高的要求,本論文分析比較了帶變壓器的隔離式直流變換器和非隔離式直流變換器的主要優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),指出隔離式變換電路不適合于FCEV用DC/DC變換器主電路,非隔離式降壓(Buck)電路是最佳的主電路方案.在此基礎(chǔ)上,分析了非隔離式降壓(Buck)電路的工作原理和特點(diǎn),運(yùn)用模擬仿真軟件PSPICE仿真分析了Buck主電路參數(shù),并在分析比較了各種磁性材料特性的基礎(chǔ)上對電感器進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì).本論文深入討論了DC/DC變換器中構(gòu)成電磁干擾的三個主要因素:電磁干擾源、傳播途徑和敏感設(shè)備.分析了DC/DC變換器主電路中存在的主要干擾源及干擾產(chǎn)生的機(jī)理以及干擾傳播途徑,在此基礎(chǔ)上,重點(diǎn)討論了抑制各種干擾的方法及措施(包括傳導(dǎo)干擾抑制與輻射干擾抑制等),并給出了具體方案.本論文還從電磁兼容(EMC)測試的目的、組成等方面出發(fā),對整個EMC測試進(jìn)行了詳細(xì)的分析,提出了基于汽車電子EMC測試標(biāo)準(zhǔn)的DC/DC變換器EMC測試大綱,并對其中的試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)儀器、試驗(yàn)場地、試驗(yàn)設(shè)置、所應(yīng)達(dá)到的等級進(jìn)行了詳細(xì)的分析和介紹.
上傳時間： 2013-08-03
上傳用戶：20160811
近年來，隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，環(huán)境污染、全球變暖、能源短缺的壓力使傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車面臨前所未有的挑戰(zhàn)，燃料電池電動汽車已成為汽車工業(yè)新的熱點(diǎn)。由于燃料電池輸出特性的特殊性，輸出端必須連接DC/DC變換器，使之與驅(qū)動器配合。因此，DC/DC變換器是燃料電池電動汽車的關(guān)鍵零部件之一。 本論文主要對燃料電池電動轎車FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle)用DC/DC變換器的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、參數(shù)設(shè)計(jì)及電磁兼容(EMC)問題進(jìn)行了研究。重點(diǎn)針對升降壓和雙向DC/DC變換器進(jìn)行分析研究。 首先介紹分析了幾種傳統(tǒng)升降壓直流變換器的工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)。針對燃料電池的特性和電動汽車對升降壓DC/DC變換器的性能指標(biāo)要求，分析比較了非隔離式直流變換器的一些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，提出了Buck-Boost級聯(lián)的升降壓主電路方案并提出相關(guān)的控制策略。然后運(yùn)用模擬仿真軟件MATLAB仿真分析了控制策略的正確性。 其次分析研究了雙向DC/DC變換器的應(yīng)用與設(shè)計(jì)，綜合比較現(xiàn)有的各種隔離與非隔離方案，結(jié)合車用要求，選擇了非隔離式的Buck-Boost拓?fù)?。針對其工作原理、特點(diǎn)進(jìn)行了雙向DC/DC變換器主電路與控制電路的設(shè)計(jì)研究，重點(diǎn)研究其過渡過程的控制策略。在利用MATLAB進(jìn)行各種過渡過程的仿真分析的基礎(chǔ)上，選取了最佳的過渡控制方案。并利用該控制策略編制DSP控制程序，制作了小功率1kW數(shù)字控制雙向DC/DC變換器。 最后深入討論了DC/DC變換器中的電磁兼容問題。分析了DC/DC變換器主電路中存在的主要干擾源、干擾產(chǎn)生的機(jī)理以及干擾傳播途徑，然后以此出發(fā)，重點(diǎn)討論了各種抑制電磁騷擾(EMI)和電磁抗干擾(EMS)的方法及措施，給出具體方案。
上傳時間： 2013-05-24
上傳用戶：hanli8870
隨著能源危機(jī)日趨嚴(yán)重，新能源的開發(fā)與節(jié)能技術(shù)的研究日趨迫切，而新型儲能元件—超級電容器的應(yīng)用為能量回收開辟了一條新的道路。 作為新型儲能器件，超級電容器擁有其它儲能器件無法比擬的優(yōu)點(diǎn)—充放電速度快、功率密度高、使用壽命長。但由于其額定電壓很低，一般為1V～3V，因此使用時需多節(jié)串聯(lián)以達(dá)到實(shí)用電壓值，而電容單體參數(shù)不一致必然導(dǎo)致單體電壓不平衡。長此以往，勢必嚴(yán)重影響超級電容組壽命及其工作可靠性。 本文從超級電容器結(jié)構(gòu)與工作原理入手，詳細(xì)闡述了其各種特性，分析和比較了目前存在的各種電壓均衡電路，確定了適合能量回收系統(tǒng)中超級電容組的電壓均衡策略，提出了如下兩種方法： 一種是運(yùn)用飛渡電容轉(zhuǎn)移能量的思想，在飛渡電容與超級電容器之間加入DC/DC變換器，對超級電容器恒流充放電，保證了電壓均衡電路快速性。 針對超級電容器單體電壓低造成的DC/DC變換器恒流控制困難的問題，本文采用了新型開關(guān)電源芯片LTC3425及LTC3418實(shí)現(xiàn)了恒流輸出，仿真及試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性。 另一種方法為基于變壓器的電壓均衡法，該方法引入全橋逆變器和高頻變壓器構(gòu)成了一種新穎的電壓均衡電路。此方法容易獲得超級電容器串聯(lián)組平均電壓值，使得對低于平均電壓值的超級電容器充電非常方便。此方法以較低成本實(shí)現(xiàn)了電壓均衡目的，并通過仿真和試驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性。 以上兩種方法均通過能量內(nèi)部轉(zhuǎn)移來完成電壓均衡，達(dá)到了較高的均衡效率，適合用于能量回收系統(tǒng)中超級電容組的電壓均衡。
上傳時間： 2013-06-08
上傳用戶：KIM66
由于能源危機(jī)和環(huán)境污染，世界各國均在投巨資發(fā)展電動汽車。燃料電池電動汽車成為電動汽車發(fā)展的“熱點(diǎn)”。大功率DC/DC變換器能夠改善燃料電池的輸出特性，是燃料電池轎車動力系統(tǒng)中關(guān)鍵的零部件。然而它作為一種BUCK形式的開關(guān)電源，主電路是很強(qiáng)的電磁干擾源，產(chǎn)生的干擾可能通過電源線進(jìn)入到控制電路板，同時控制電路部分也要用小功率的開關(guān)電源進(jìn)行穩(wěn)壓，因此也可能產(chǎn)生開關(guān)噪聲經(jīng)電源線向外傳輸。因此就必須在控制電路輸入端設(shè)計(jì)電磁干擾(Electromagnetic Interference，EMI)濾波器進(jìn)行傳導(dǎo)干擾的抑制。 本論文首先討論了DC/DC變換器的工作原理，分析了變換器產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾從而影響控制電路正常工作的原因。 其次全面、系統(tǒng)地闡述了EMI濾波器的相關(guān)理論，包括阻抗失配原則、人工電源網(wǎng)絡(luò)、濾波網(wǎng)絡(luò)、插入損耗等重要概念。接著研究了濾波元件的選取原則，并針對關(guān)鍵點(diǎn)之一—高頻性能展開了分析，借助仿真觀察了元件寄生參數(shù)的影響，提出了改善濾波器高頻性能的部分方法。 隨后介紹了濾波器的設(shè)計(jì)方法，除了介紹通用的設(shè)計(jì)方法外，著重分析了濾波器設(shè)計(jì)中的另一個關(guān)鍵點(diǎn)—噪聲源阻抗的影響、測量及估算，并在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)地形成了基于源阻抗的設(shè)計(jì)方法，同時也考慮了濾波器與開關(guān)電源連接時可能出現(xiàn)的系統(tǒng)不穩(wěn)定性問題，通過仿真分析提出解決方案。 然后闡述了EMI濾波器在工程應(yīng)用中的各種注意事項(xiàng)。 最后結(jié)合DC/DC變換器控制電路的實(shí)際干擾情況，設(shè)計(jì)了EMI濾波器，使控制電路電源輸入端的傳導(dǎo)干擾基本下降到相關(guān)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)(CISPR25)的三級限值以下。
標(biāo)簽： EMI 開關(guān)電源 濾波器設(shè)計(jì)
上傳時間： 2013-06-15
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