如何解決能源危機問題,已經成為全球關注的熱點。在當前可利用的幾種可再生能源中,太陽能和風能是應用比較廣泛的兩種。太陽能、風能在資源條件和技術應用上都有很好的互補特性,綜合考慮太陽能和風能在多方面的互補特性而建立起來的風光互補發電系統是一種經濟合理的供電方式。小型風光互補發電系統可以滿足遠離電網地區的獨立供電的需求。 本論文的主要工作如下: 1、分析了小型風光互補發電系統的結構,研究了小型風光互補發電系統各個組成部分的工作原理及其運行特性。 2、分析了風力發電、光伏發電以及蓄電池充電的控制策略,重點研究了最大功率點跟蹤控制,并在此基礎上,歸納總結出一套可行的總體控制方案。 3、設計了一個以dsPIC30F2010單片機為核心的小型風光互補發電系統控制器,對開關電源電路、電流檢測電路、電壓檢測電路、DC/DC變換電路、卸載電路等模塊電路進行了硬件設計,在軟件方面,采用功能塊設計的方法,對AD采樣、PWM控制、光伏充電、風機充電、卸載保護、PI控制、狀態顯示和過放保護等進行了軟件編程。 4、對控制器進行了實驗調試,實驗結果表明本文研究開發的小型風光互補發電控制器結構簡單,能夠實現光伏發電和風力發電的最大功率點跟蹤控制,滿足蓄電池分段式充電以及過充、過放保護的要求。
上傳時間: 2013-08-01
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隨著世界經濟的高速發展、人口的增長和科技的進步,傳統能源的消耗量越來越大,這就帶來了一系列能源的耗盡和環境污染問題。太陽能作為一種優越的可再生能源而受到世界各國的重視并具有較大發展潛力。為了進一步提高系統的性能,實現系統的優化及可靠運行,本文研究獨立運行光伏發電系統的結構、工作原理和控制策略。相對并網系統,這對于國家正大力發展的西部太陽能資源開發來說是具有現實意義的。 首先,本文詳細介紹了光伏發電的國內外研究背景,光伏電池的種類、發電原理及輸出特性,并介紹了獨立運行光伏發電系統的組成、運行原理和應用,在此基礎上論述了光伏系統常用的DC/DC變換電路,負載最大功率跟蹤(MPPT)的方法等人們普遍關注的問題。融合了上述原理技術,設計一個功率為25W的獨立運行光伏發電系統。 其次,為減小傳統的固定步長的擾動法進行最大功率跟蹤的步長大振蕩大,步長小跟蹤速度慢的缺陷,本文提出了電壓自適應最大功率跟蹤算法,其原理是引入了不同的步長系數,根據功率變量值的大小,確定合適的控制步長進行電壓參考值的給定,并在MATLAB環境下利用Simulink工具搭建模型進行仿真,仿真結果驗證了此種跟蹤方法具有快速性、穩定性和準確性等優點。 最后,搭建硬件電路,通過對電池板的不同安裝角度測量得到的數據,得出不同季節在大連地區安裝的不同最佳角度值。設計了25W的獨立運行光伏發電系統的主電路及其控制電路,包括光伏電池的選擇,Boost主電路參數、控制電路部分、驅動電路及其檢測電路各模塊分別進行了詳細的探討;對獨立系統的儲能裝置蓄電池的充放電電路進行了設計,利用單片機dsPIC30F3011控制電路同時實現了最大功率跟蹤和蓄電池的充電電壓、放電極限電壓及充電電流的控制,可防止過充過放現象的發生,從而實現獨立光伏發電系統的可靠運行。
上傳時間: 2013-04-24
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在能源日漸枯竭、環境污染日益嚴重的今天,太陽能作為一種新興的綠色能源,以其取之不竭、用之不盡、無污染等優點,受到人們越來越多的重視。作為太陽能利用的一種有效方式,光伏發電技術得到了迅速地發展。 光伏充電控制系統是光伏發電系統中重要的組成部分,光伏電池將太陽能轉變為電能,蓄電池將轉化出來的電能儲存起來,充電控制系統在該過程中起著樞紐作用。本文以光伏充電控制系統作為研究對象,從系統的參數選擇、拓撲結構、控制策略、最大功率跟蹤及蓄電池的保護等方面作了詳細的分析和研究。論文主要工作如下: 1)本文詳細介紹了最大功率點跟蹤技術在光伏充電系統中的應用,分析和比較了常用的最大功率點跟蹤方法的優缺點,討論了一種改進的MPPT算法--“山峰”逼近法。與原有的跟蹤方法相比,該方法具有良好的啟動特性,最大功率點跟蹤精度、系統對外界條件變化的響應速度和運行的穩定性都有一定的提高。仿真結果表明這種算法能夠準確地找到最大功率點。 2)通過對蓄電池充電特性和常用充電方法的分析,制定了本文所采用光伏充電方法,其充電過程分為最大功率充電、恒壓充電和浮充電三種狀態。該方法綜合了恒流充電快速、安全的優點和恒壓充電能夠控制過充電以及在浮充狀態保持電池100%電量的優點。 3)分析和比較了不同光伏充電控制系統的結構、性能和特點,確定采用Buck拓撲作為智能光伏充電系統的主電路結構,該電路結構簡單,運行可靠,可以滿足最大功率跟蹤和光伏充電的要求。給出了該系統主電路、控制電路各元件參數的選擇和系統的軟件設計流程圖。 4)根據前面的理論研究,本文設計制作了智能光伏充電控制系統的實驗樣機,并進行了實驗研究,獲得了良好的實驗結果。
上傳時間: 2013-07-20
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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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Flyback架構的EMI 效果通常是比較差的(特別是在不連續工作模式下),以往常經驗來看,充電板以及功率板上的充電部分是整機EMI效果的重要決定因素之一。因此在此專題里面將以Flyback架構
上傳時間: 2013-04-24
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發光二極體(Light Emitting Diode, LED)為半導體發光之固態光源。它成為具省電、輕巧、壽命長、環保(不含汞)等優點之新世代照明光源。目前LED已開始應用於液晶顯示
上傳時間: 2013-04-24
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HT6298A 為開關型單節或兩節鋰離子/鋰聚合物電池充電管理芯片,非常適合于便攜式設備的充電管理應用。HT6298A 集內置功率MOSFET、高精度電壓和電流調節器、預充、充電狀態指示和充電截止等功
上傳時間: 2013-06-22
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鋰離子電池即大家常說的鋰電池,有很多優點。其能量密度大,平均輸出電壓高。自放電小,每月在10%以下。沒有記憶效應。工作溫度范圍寬為-20℃~60℃。循環性能優越、可快速充放電、充電效率高達10
上傳時間: 2013-07-08
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目前,許多高校在機房管理上使用了IC 卡,其中少數機房是使用接觸式IC卡,眾所周知,接觸式IC 卡在可靠性、易用性、安全性、高抗干擾性和工作距離方面不及非接觸式IC 卡,因此很多接觸式IC 卡基本已被非接觸式IC 卡取代。 經過調研發現,使用IC 卡的機房管理系統的基本工作方式是每個機房中配置了1個IC 卡讀寫終端和1 臺監控機。IC 卡讀卡終端只是一個普通的讀卡器,只負責讀取卡內信息,并通過串口等通信方式將IC 卡信息傳輸給監控機,讀卡終端本身沒有信息存儲功能,實際的計費管理完全是通過監控計算機控制,監控計算機向中心服務器端定時或實時傳輸刷卡信息。由于整個系統要占用一臺微機,而且中間的信息傳遞、計費環節都要由它來完成,不僅浪費資源,而且也增加了安全隱患。在這種工作模式下,會出現一些問題和漏洞: 1) 可靠性不高由于讀卡設備與監控計算機之間的信息傳輸只是暫時保存在監控計算機中,如果監控計算機遭到病毒襲擊或者出現硬件故障,將出現無法挽回的后果。而且由于學生信息都保存在監控計算機中,因此存在著人為偽造、篡改和徇私舞弊行為的極大可能。 2) IC卡的特點未完全體現IC卡除了能標識身份外,還有電子錢包功能,能對其進行充值和扣款,但是上述方法基本上IC卡只用做標識身份,實際的每次扣款,都是由監控計算機和中心服務器來完成,基本與讀卡設備無關。 3) 不方便學生上機和收費管理學生每次上機刷卡,都要由監控計算機連接中心服務器端,由中心服務器端讀出學生信息,進行核對,而且對學生的扣款需要額外的計算機軟件來進行計時和計費處理,顯得比較繁瑣。 鑒于以上問題,為提高機房管理效率,降低工作強度,并及時處理機房發生的故障,采用機房計費管理系統勢在必行。如果能在讀卡終端設備中完成計費的大部分功能,并且增加存儲功能,這樣就可以減少監控計算機的負擔,甚至讀卡終端設備可以直接與中心服務器通信,不僅能增加系統的可靠性和安全性而且還充分利用了IC 卡的功能,還降低了財務統計和計算帶來的麻煩。 目前已經應用于機房管理的解決方案主要有3種方式,即:軟硬件結合控制方式、帳號方式和門禁方式。鑒于設計要求,并且考慮到安全、可靠、簡單等因素,如果在軟硬件結合控制方式中,把更多的任務交由讀卡終端,比如由讀卡終端來存儲數據、計費管理,同時如果讀卡終端能實現TCP/IP 通信,那么監控計算機的任務就大大降低,甚至可以由讀卡終端直接與中心服務器通信。就減少了一些不必要的麻煩和安全風險。本論文的設計就是基于這一點來進行的。 本系統要求數據傳輸穩定可靠,實時性要好,另外考慮到性價比等因素,綜合考慮選擇將μC/OS-II 操作系統移植到ARM7 上作為開發平臺。在此平臺基礎上,考慮到TCP/IP協議棧的實現與要采用的硬件的性能以及實現的成本有關。從解決這一技術問題出發,結合本論文研究的應用對象,決定使用嵌入式操作系統,此種方案可以描述為嵌入式TCP/IP協議棧+嵌入式操作系統+微控制器。 本文介紹了一種基于ARM7的IC 卡機房管理終端的設計方案。該系統在ARM7的基礎上實現了μC/OS-Ⅱ操作系統的移植和TCP/IP協議棧的嵌入,能夠正確讀寫IC 卡信息,增加了SD 卡存儲功能,完成計費操作,實現液晶顯示功能,能夠通過以太網或串口直接與服務器通信。 本文詳細介紹了整個機房管理系統終端的硬軟件設計,給出了嵌入式操作系統μC/OS-Ⅱ在ARM7 處理器上的詳細移植過程,介紹了一種TCP/IP協議棧和基于套接字的編程方法,同時也提供了一種多卡操作的防沖突機制。 同目前大多數機房管理系統相比,該系統有如下特點: 1) 由于使用了嵌入式操作系統μC/OS-Ⅱ,提高了系統的實時性和反應時間,任務管理和調度更加方便有效。 2) 由讀卡終端來進行計費操作,降低了服務器端的工作壓力,同時降低了安全風險。 3) 增加了數據存儲功能,提高了系統的可靠性,有利于數據的查詢和故障的恢復。 4) 增加了對無效卡、注銷卡和欠費卡的判斷與處理,對惡意操作或者有意或者無意的逃費操作采取了積極有效的措施。 5) 以太網通信克服了以往串口通信的傳輸距離短、傳輸速率慢等缺點,使得通信更加方便、高效,并且可以進行遠距離傳輸和控制。
上傳時間: 2013-07-09
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盤式永磁同步電動機是一種性能優越、但結構特殊的電動機。作為一種理想的驅動裝置,其應用范圍遍及航天、國防、工農業生產和日常生活的各個領域。本文利用稀土永磁材料釹鐵硼的高矯頑力,提出了一種省卻了鐵心的雙轉子、單定子結構盤式無鐵心永磁同步電機,進一步減輕了電機的質量并消除轉矩脈動。 對電機的設計、性能預測都離不開電機電磁場的計算。不同于傳統的圓柱式徑向磁通電機,盤式無鐵心電機是軸向磁通電機,外加其無鐵心的結構,決定了該電機的磁場呈三維、開域分布。對它的電磁場分析,不能采用對待徑向磁通電機的化為二維磁場的分析方法。 本文研究的重點內容分為兩部分:(1)在盤式無鐵心永磁同步電機的結構上,建立其磁場三維模型,由三維有限元法計算三維電磁場,分析計算結果,并總結出盤式無鐵心永磁同步電機的磁場分布規律。 (2)在磁場計算的基礎上,將Halbach型永磁體陣列的理論應用到磁鋼設計中來,提出磁鋼結構優化方案,研究出適合于盤式無鐵心永磁同步電機的磁鋼結構,以獲得理想的磁場波形和磁密值。 本文首先從磁路計算的方法入手,通過磁路計算分析出盤式無鐵心永磁同步電機的磁場分布特點。其后直接運用三維有限元法求解該電機的電磁場,分析計算結果。為了獲得低漏磁、高氣隙磁密值、正弦形的氣隙磁場分布,本文先后提出普通軸向充磁磁鋼結構、不等厚軸向充磁磁鋼結構并將Halbach陣列的理論應用到盤式無鐵心永磁同步電機的磁剛結構優化中,討論了三種不同角度的Halbach型永磁體陣列。最后為了簡化磁鋼的加工工藝,將不等厚永磁體陣列與Halbach永磁體陣列相結合,提出了最經濟、有效的改進型Halbach永磁體陣列,給出具體磁鋼尺寸,并運用ANSYS軟件對各種磁鋼結構產生的磁場進行結果仿真。
上傳時間: 2013-06-23
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