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PWM仿真

  • 太陽能電池陣列模擬器的研究與設計.rar

    21世紀,人類面臨著實現經濟和社會可持續發展的重大挑戰,能源問題越來越突出,太陽能等可再生能源逐漸成為人類關注的焦點。時至今日,人類對光伏系統的研究越來越深入廣泛,但在光伏系統的研發過程中,太陽能電池由于受日照強度、環境溫度影響較大,導致實驗成本過高,研發周期變長。太陽能電池陣列模擬器便能較好地解決這一問題。 @@ 本文首先對比了模擬式太陽能電池模擬器和數字式太陽能電池模擬器的優缺點,選取了數字式太陽能電池陣列模擬器作為研究對象,并對研究太陽能電池陣列模擬器的實際意義作了闡述。隨后描述了太陽能電池的輸出特性,討論了適合工程計算的太陽能電池陣列數學物理模型。 @@ 本文研究的太陽能電池陣列模擬器由功率電路和控制電路兩部分組成。功率電路選取了半橋型DC/DC電路作為主電路拓撲,對其工作過程進行了分析,并對各部分電路進行了設計。然后設計了電壓電流雙閉環調節器,在此基礎之上用PSIM仿真軟件對所設計的太陽能電池陣列模擬器進行了仿真,包括靜態工作點的仿真以及動態響應速度的仿真,通過仿真驗證了模擬器能夠達到所要求指標。 @@ 控制電路板是整個模擬器的核心控制部分,通過控制運算提供輸出電壓的參考值,進而提供控制功率管開通關斷的PWM信號。本文選取了microchip公司的dsPIC30F2023作為主控制芯片,分析了該型號微處理芯片的性能特點,介紹了模擬信號采樣電路、232通訊電路、人機交互界面電路等外圍電路的硬件設計,調節器采用了數字PID控制。 @@ 在MPLAB集成開發環境中進行了軟件方案的設計,主要包括主程序、生成PWM程序、AD采樣、故障處理、人機交互程序等,介紹了各個模塊的程序流程。 @@ 軟硬件系統設計完成后,最終實現了太陽能電池陣列模擬器,可以為光伏系統的研究提供一個良好的實驗平臺。 @@關鍵詞:太陽能電池陣列模擬器;半橋型DC/DC變換器;dsPIC30F2023

    標簽: 太陽能電池 陣列 模擬

    上傳時間: 2013-07-28

    上傳用戶:cceezzpp

  • 新型照明燈具及其驅動電路研究.rar

    由于傳統照明技術存在的種種弊端和能源的日益短缺,現代生產和生活的發展迫切需要一種高效節能、無污染、無公害的綠色照明技術取代傳統照明技術。固體LED光源作為一種新型節能環保光源,顯示出了巨大的發展潛力。 論文首先介紹了一種市電供電的兩級變換的發光二極管冗余驅動電路,通過第一級電路將市電整流并穩壓輸出,供電給第二級N+1冗余DC/DC變換電路,通過電流型閉環反饋對負載輸出恒定的電流電壓。通過PSIM仿真軟件進行分析,發現該電路不但輸出穩定,而且具有很高的安全性。其次,論文對軟開關變換技術進行了較為詳細的介紹,分析討論了適用于Buck電路的多種軟開關變換方法,著重研究了零電壓轉換PWM變換器在LED驅動電路中的應用。論文的最后一部分結合太陽能發電技術分析了太陽能LED路燈系統的組成結構和工作原理,重點論述了太陽能路燈設計中太陽能組件最大功率跟蹤、蓄電池安全高效充放電、LED燈具散熱等問題,提出了一種新型的最大功率跟蹤方法以及一種安全性較高的蓄電池供電方法。結合實際設計了一套太陽能LED路燈的參數以及組件選型,為實際設計太陽能LED路燈提供了部分理論依據。 關鍵詞:LED;驅動冗余電路;軟開關;太陽能LED路燈;最大功率跟蹤;鉛酸蓄電池;LED燈具散熱

    標簽: 照明燈具 驅動電路

    上傳時間: 2013-05-23

    上傳用戶:lijianyu172

  • 無位置傳感器無刷直流電動機控制系統的設計.rar

    無刷直流電動機利用電子換相器代替了直流電動機的機械電刷和換向器,不但具有直流電機的調速性能,而且體積小、效率高,在許多領域已得到了廣泛應用。采用無位置傳感器控制技術,不但可以克服有位置傳感器的諸多弊端,而且還進一步拓展了無刷直流電動機的應用領域。近些年來,無位置傳感器無刷直流電動機控制技術成為大家研究的熱點之一。 本課題緊扣研究熱點,以方波無刷直流電動機為控制對象,設計了一套無位置傳感器無刷直流電動機控制系統。該系統采用TMS320LF2407ADSP芯片作為控制核心,運用反電動勢過零點檢測原理和預定位與升頻升壓相結合的啟動方法,實現無位置傳感器無刷直流電動機的控制。為了提高系統的調速性能,控制方法采用了轉速、電流雙閉環控制。 首先,本文研究了無刷直流電動機的基本結構、性能、工作原理及數學模型,利用數學模型在Matlab/Simulink環境中建立無刷直流電動機的仿真模型。接著,給出了系統總體的設計方案,對控制系統設計中的幾個關鍵技術--反電動勢過零點及其相位補償原理、啟動、單神經元PID轉速控制器以及PWM產生電路進行了深入的研究。 然后,根據控制系統總體方案和系統功能要求,進行軟硬件設計。在硬件設計中,主要進行了DSP最小系統、電流和轉子位置檢測電路、IR2130驅動電路等方面電路的設計。在軟件設計中,主要設計出了主程序和A/D中斷程序。其中,主程序包括DSP系統設置、變量初始化、電機正反轉選擇、電機啟動、速度計算及顯示等方面程序;A/D中斷程序包括反電動勢計算、換相時刻計算、電流轉速調節子程序等方面程序。 最后,經實驗結果表明,電機啟動快速、穩定,具有較寬的調速范圍。同時,該系統還具有結構簡單、可靠性高等特點,具有廣泛的應用前景。

    標簽: 無位置傳感器 控制系統 無刷直流電動機

    上傳時間: 2013-07-08

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  • 變速恒頻雙饋機風力發電的若干關鍵技術研究.rar

    在能源枯竭與環境污染問題日益嚴重的今天,風力發電已經成為綠色可再生能源的一個重要途徑。雙饋電機變速恒頻(VSCF)發電是通過對轉子繞阻的控制來實現的,而轉子回路流動的功率是由發電機運行范圍所決定的轉差功率,因而可以將發電機的同步轉速設定在整個運行范圍的中間。如果系統運行的轉差率范圍為±30%,則最大轉差功率僅為發電機額定功率的30%,因此交流勵磁變換器的容量可大大減小,從而降低成本。該變換器如果加上良好的控制策略,則系統運行將具有優越的穩態和暫態運行性能,非常適用于風能這種隨機性強的能源形式。本文對變速恒頻雙饋機風力發電系統的若干關鍵技術,如空載柔性并網、帶載柔性并網、解列控制、最大功率點跟蹤、電網電壓不平衡運行、低電壓故障穿越等問題進行了深入研究,論文的主要工作如下: 根據交流勵磁變速恒頻風力發電的運行特點,將電網電壓定向的矢量控制方法應用在雙饋發電機的并網發電控制上。研究了一種基于電網電壓定向的雙饋機變速恒頻風力發電柔性并網控制策略,在變速條件下實現無電流沖擊并網和輸出有功、無功功率的解耦控制,建立了交流勵磁發電機柔性并網及穩態運行的控制模型,對柔性并網及其逆過程的解列分別進行了仿真和實驗研究。 提出了一種以向電網輸送凈電能最多為目標的最大功率點跟蹤控制策略,在不檢測風速情況下,能夠自動尋找并跟隨最大功率點,且不依賴風力機最佳功率特性曲線,提高了發電系統的凈輸出能力,具有良好的動、靜態性能。仿真和實驗結果證明了本控制策略的正確性和有效性。 對網側變換器分別進行了幅相控制和直接電流控制策略的研究。結果表明:幅相控制策略簡單實用,可以得到正弦波電流,且波形諧波小,實現了單位功率因數運行,但響應速度相對較慢;而直接電流控制策略具有網側電流閉環控制,使網側電流動、靜態性能得到提高,實現對系統參數的不敏感,增強了電流控制系統的魯棒性,但算法相對復雜。 在電網不平衡條件下,如果以傳統的電網電壓平衡控制策略設計PWM整流器,會使系統出現不正常的運行狀態。為了提高三相PWM整流器的運行性能,本文對電網電壓不平衡情況下三相PWM整流器運行控制策略進行了改進,研究了消除負序電流和抑制輸入功率二次諧波的控制策略,實現了線電流正弦、負序輸入電流為零及總無功功率輸入為最小的目標。 為了提高VSCF風力發電系統的運行能力,本文對電網故障時雙饋風力發電系統低電壓穿越控制(LVRT)進行了研究,在不改變系統硬件結構的情況下,通過改變勵磁控制策略來實現LVRT;在電網故障時使電機和變換器安全穿越故障,保持不脫網運行,提高系統的穩定性和安全性。

    標簽: 變速恒頻 雙饋 關鍵技術

    上傳時間: 2013-07-09

    上傳用戶:leileiq

  • 工業變頻器高性能調制算法的研究.rar

    變頻器在各行各業中的各種設備上迅速普及應用,已成為當今節電、改造傳統工業、改善工藝流程、提高生產過程自動化水平、提高產品質量以及推動技術進步的主要手段之一,是國民經濟和生活中普遍需要的新技術。但是現有變頻器的調制算法尚存在一些缺點,如開關損耗大和共模電流大等,因此有必要研究和設計高性能調制算法的變頻控制器。鑒于此,開展了以下工業變頻器高性能調制算法為對象的研究內容: 在闡述了工業變頻器系統的結構、調制算法、調速算法的基礎上,結合數學模型,分析了共模電壓產生的原理、共模電流其影響和危害,給出了共模電壓和共模電流的關系。總結其他的抑制共模電壓的方案基礎上,提出一種新的共模電壓抑制SVPWM;還闡述了死區產生的原因及其影響,以及死區補償的原理并將上述兩個調制算法利用MATLAB/SIMULINK軟件對該系統給予了全面的仿真分析。 變頻器硬件部分設計包括整流濾波電路、逆變器功率電路、上電保護電路、DSP控制系統及其外圍電路、IGBT驅動及保護電路以及反激式開關電源,對于傳感器檢測濾波電路的具體電路參數設計,是在PSPICE上仿真基礎上得出。并在考慮成本、EMC、效率等因素后考慮完成了所有硬件相關的原理圖繪制和PCB繪制; 變頻器軟件部分設計包括主程序、鍵盤掃描程序、系統狀態處理程序、PWM發送中斷程序、電機啟動函數、電壓調整程序、AD采樣中斷程序以及故障保護中斷程序。在實現一般SVPWM的基礎上,根據之前理論和仿真得到的共模電壓抑制SVPWM、以及死區補償算法,將這兩個對SVPWM進行改進的調制算法在硬件平臺上實現。 在硬件電路完成設計的各個階段,逐漸編制相應的控制程序,并進行調試,并完成整個程序的編制和調試。此外,還調試了系統所需的反激式開關電源。整個系統調試中遇到了很多問題,如鍵盤消除抖動問題、共模電壓抑制SVPWM出現的直通現象等。最終完成了工業變頻器樣機,并且采用的是文章中研究的調制算法,效果良好,達到設計的目的; 提出了一種將有源功率因數校正(PFC)技術引用到串級調速中來提高定子側功率因數的新方法。通過建立電動機折算到轉子側的等值電路,重點分析了有源PFC技術代替傳統串級調速系統中的不控整流橋后,系統可以等效為轉子串電阻調速。得到了等效串電阻的計算公式和變化趨勢,對電動機功率因數、電磁轉矩脈動也進行了分析,發現能夠比傳統串級調速時有所提升。鑒于電動機轉子側電勢頻率非常低,分析了有源PFC的具體實現的特殊考慮和參數選取方法,并基于對稱平衡的Scott變壓器和兩個單相有源PFC電路實現了繞線電動機轉子側的三相有源低頻PFC,得到超低紋波的直流輸出電壓。利用MATLAB建立了完整的仿真平臺,所得結果驗證了理論分析的正確性。

    標簽: 工業 變頻器 性能

    上傳時間: 2013-07-09

    上傳用戶:qq442012091

  • 統一潮流控制器UPFC的模型與仿真研究.rar

    統一潮流控制器(UPFC)作為一種典型的FACTS裝置,綜合了FACTS元件的多種靈活控制手段,能同時或選擇地控制線路的基本參數(電壓、阻抗、相角),也可交替地控制線路上的有功和無功潮流,還可獨立地提供可控的并聯無功補償。因此UPFC被認為是最有創造性,功能最強大的FACTS元件。 首先,本文詳細分析了統一潮流控制器的基本結構和工作原理。采用開關函數法建立了電壓源型變流器的數學模型,并推導了統一潮流控制器在abc三相坐標系和dq旋轉坐標系下的數學模型,該模型考慮到直流環節電容儲能的動態變化過程,從而使其更適合于系統的動態特性分析。本文討論的UPFC控制采用基于兩相旋轉坐標系下的非線性解耦控制方案,在UPFC的精確模型下具有可快速跟蹤給定值的優點,且在dq坐標系下可以實現有功和無功功率的獨立控制;在電容電壓PI調節中加入電流反饋,使其更接近真實值。 其次,本論文在分析UPFC數學模型的基礎上建立了UPFC在MATLAB平臺上的仿真模型;然后利用MATLAB建立了三相環形電力系統,將UPFC模型應用到該系統中,著重研究了UPFC對電網電能質量的影響。首先研究了UPFC對故障系統中電網功率的影響以及UPFC對提高故障系統功率穩定性的作用;同時,對UPFC能夠抑制無故障系統中系統接入電網時的功率沖擊進行了研究。最后,通過仿真波形研究了UPFC對電網故障中電壓跌落的補償作用以及UPFC對正常系統電壓的影響,結果發現,UPFC可以保持故障中的系統電壓為正弦波。

    標簽: UPFC 控制器 仿真研究

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:1406054127

  • 分級變頻調壓軟起動器的設計與仿真研究.rar

    異步電動機的軟起動研究,是一項重要的研究課題。本文以分級變頻理論為基礎,利用數學分析的方法對分級變頻的子頻率系統進行了深入的研究,總結了各級子頻率系統的電壓相序情況以及最優的觸發角度。并且對傳統異步電動機軟起動器的主電路結構進行了改進,提出了從較低頻率開始分五級起動的分級變頻調壓軟起動形式,而且各級子頻率的起動都能實現最優的正序電壓組合,保證了起動轉矩的最大化。通過對分級變頻調壓軟起動形式的建模和仿真試驗,證明了此方法可以在降低起動電流的同時實現異步電機的高轉矩起動,驗證了此方法的有效性和可行性。基于以上研究的成果,本文介紹了以TMS320LF2407ADSP芯片為核心的軟起動軟硬件設計方法。最后對本課題的進一步研究提出了展望。

    標簽: 分級 仿真研究 頻調

    上傳時間: 2013-04-24

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  • 并聯型有源電力濾波器仿真及其設計.rar

    有源電力濾波器(Active Power Filter,簡稱 APF)是近年來治理電力系統諧波污染的非常有效的裝置。眾所周知,電力電子裝置和非線性負載的廣泛使用,使諧波電流和無功電流大量注入電網,嚴重威脅電網和電氣設備的安全運行與正常使用,并且產生大量的能源浪費。隨著我國“十一五”規劃中關于建設節約型社會的戰略方針的提出,應用APF進行諧波和無功治理的研究工作將會有很廣闊的應用前景。 本文闡述了有源電力濾波器的基本原理,介紹了當前主要的幾種APF的分類以及電路拓撲結構,分別對三相三線和三相四線制APF的結構進行分析,建立了兩種數學模型,指出三相三線制APF在實際供電系統中應用的局限性。本文介紹了三種當前廣泛采用的電流控制方法和一種比較先進的空間矢量控制方法。對于APF系統的核心--諧波檢測,本文介紹了三種諧波檢測理論,著重對本文設計的APF所采用的瞬時無功功率理論進行詳細的理論分析,在MATLAB軟件中建立一個三相四線制基于瞬時無功功率理論的APF系統仿真模型,驗證瞬時無功功率理論的可行性。 在進行大量理論分析和驗證的基礎上,設計一臺采用單片機和DSP雙CPU的有源電力濾波器。硬件上設計單片機的時鐘電路、仿真器接口電路;設計DSP的時鐘電路,外接存儲器擴展電路;設計APF系統的電壓周期檢測電路,電流絕對值轉換電路等等。軟件上編寫單片機的主程序和中斷程序、DSP的主程序和啟動搬運程序,調試并給電進行實際測試和實驗分析。

    標簽: 并聯型 仿真 有源電力濾波器

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:zuozuo1215

  • 靜電除塵器諧振軟開關高頻高壓電源的設計與實現.rar

    靜電除塵器是環保行業的重要設備,在工業粉塵的回收處理方面有著非常重要的應用。課題的主要內容是研制用于靜電除塵的高頻大功率高壓直流電源,滿足國內市場的需要。本文從實際應用的角度出發,對該高壓直流電源進行研究并給出了主要研制過程。 第一章首先介紹了靜電除塵器的工作原理和除塵器的電特性,然后介紹了幾種當前工業界常用的除塵電源的供電方式,并指出了靜電除塵電源的發展方向是高頻逆變化。在分析了高頻化靜電除塵電源在國內外的研究現狀和發展趨勢后,結合課題的要求,提出了本文需要解決的問題。 第二章首先對逆變電路的功率變換技術進行了分析。接著分析了除塵電源采用PWM硬開關方式的電路特性,并利用PSpice軟件進行了仿真分析,估算出了采用這種方式開關管的損耗。然后重點分析了采用串聯負載串聯諧振和LCC串并聯負載串聯諧振這兩種諧振軟開關工作方式時的電路特性,推導了電路所滿足的條件。在利用PSpice軟件仿真分析的基礎上估算出了開關管的損耗。最后通過電路損耗和可行性的比較,選擇LCC串并聯負載串聯諧振電流斷續的軟開關工作方式應用于大功率高頻高壓電源。 第三章首先確定了三相晶閘管可控整流,電壓型全橋IGBT逆變,高頻變壓器升壓和高壓硅堆全橋整流的主電路拓撲結構。然后給出了高壓直流電源的整流電路、逆變電路、主功率回路以及高頻升壓變壓器的設計過程。整流電路的設計包括晶閘管的選取以及交流電抗器和直流母線濾波電容的設計;逆變電路選用IGBT并聯來實現開關管,并詳細分析了IGBT驅動器的選擇以及在并聯形式下的應用;主功率回路的設計主要是包括迭層母線板的設計。 第四章首先簡單介紹了高壓直流電源在靜電除塵應用中的控制策略。然后詳細分析了各部分保護電路的工作原理。 第五章給出了樣機的實驗結果和重要波形,驗證了設計的可行性。

    標簽: 靜電除塵器 諧振 軟開關

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:碉堡1234

  • 新型無功發生器控制系統的研究.rar

    無功補償對于現代電力系統的運行與穩定性來說是必不可少的。靜止無功發生器(SVG)經過了三十多年的發展,已經在無功補償技術上得到廣泛的應用。它具備優越的動態性能,可以大大提高電力系統的電壓調整能力和系統穩定性,進而提高電力系統的輸電能力。在我國,充分發揮SVG的作用,顯得尤為迫切。 本文論述了SVG的發展概況,研究了SVG的工作原理,對大容量的主電路結構進行了比較分析,并在此基礎上建立了SVG的穩態數學模型和標幺值數學模型。然后,闡述了瞬時無功功率理論,給出了無功電流檢測的具體算法,并利用MATLAB仿真軟件對該算法進行了仿真實現。接下來研究比較了SVG的兩種傳統控制策略,介紹了幾種PWM觸發技術,其中著重研究了空間矢量PWM(SVPWM)的算法。利用MATLAB仿真軟件對基于傳統電流間接閉環控制算法的SVG進行了系統級仿真實現,在與電流直接控制的SVG仿真結果做對比后,指出各自的補償特點。文章重點在結合以上算法各自的優缺點、電網本身的大擾動和電力系統對SVG控制性能的嚴格要求后,給出了一種新型電壓電流雙閉環的控制方法。其中電流內環采用瞬時無功電流的PI反饋控制,PI值根據系統數學模型中iq△δ的比例關系,采用了齊格勒-尼柯爾斯法則進行整定;而電壓外環則采用系統動態電壓的智能遺傳PI反饋控制,利用智能遺傳算法對PI值進行整定。用MATLAB/SIMULINK分別對兩個環節的控制算法進行了仿真,并針對外環控制器的遺傳PI算法,與PI算法的仿真結果做了對比,證明了遺傳PI的優越性,為基于雙閉環控制的SVG系統級仿真打下了基礎。最后,文章利用MATLAB/SIMULINK/PSB對新型電壓電流雙閉環系統的SVG進行了仿真實現,并對在電網不同情況下的補償效果與傳統電流間接控制的SVG進行了分析與比較。仿真結果表明該控制方式具有更好的動態性能。

    標簽: 無功發生器 控制系統

    上傳時間: 2013-04-24

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