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  • 基于DSP控制的三电平逆变器的研究.rar

    近年来,多电平逆变器在高压大容量电能变换中得到广泛应用,而其控制策略和电路拓扑等已成为了研究热点。相对传统的两电平逆变器,它具有效率高动态性能好,对电动机产生的谐波少,适合高压大容量等优点。但随着电平数的增加,基本控制算法越来越复杂,同时还存在中点电压不平衡等问题。将DSP数字控制技术应用于多电平逆变器不仅简化了系统的硬件控制电路,提高了系统性能,还可以实现系统的优化控制。 本文以二极管箝位式三电平逆变器为研究对象,首先介绍了三电平逆变器的拓扑结构和工作原理,对三电平逆变器的电路方程进行了深入的分析,在开关函数的基础上建立了三电平逆变器的数学模型。在此基础上,对空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)算法进行了改进,并详细推导了该调制算法的计算公式,结合中点电位控制来确定开关矢量的作用顺序,使仿真和实现都比较容易。然后重点分析了三电平逆变器直流侧电容电压不平衡问题产生的原因,提出了一种能控制逆变器直流侧电容中点电位平衡的电压空间矢量脉宽调制方法。最后采用MATLAB仿真软件对所推导的三电平逆变器SVPWM调制算法和中点电位平衡控制方法进行了仿真分析,证明了该调制算法的正确性和可行性。

    标签: DSP 控制 三电平逆变器

    上传时间: 2013-05-20

    上传用户:PresidentHuang

  • 基于DSP的正弦波逆变电源研究.rar

    逆变电源的发展是和电力电子器件的发展联系在一起的,随着现代电力电子技术的迅猛发展,逆变电源在许多领域的应用也越来越广泛,同时对逆变电源输出电压波形质量提出了越来越高的要求。逆变电源输出波形质量主要包括三个方面:一是输出稳定精度高;二是动态性能好;三是带负载适应性强。因此开发既具有结构简单,又具有优良动、静态性能和负载适应性的逆变电源,一直是研究者在逆变电源方面追求的目标。本文对逆变电源三闭环控制方案、输出相位控制、逆变电源数字化控制系统进行研究,以期得到具有高品质和高可靠性的逆变电源。 本文研究了单相全桥逆变电源与三相桥式逆变电源主电路参数,包括逆变器、吸收电路、驱动电路、变压器和滤波器,并对逆变电源变压器的偏磁产生原因进行了深入分析,最后给出了有效的抗偏磁措施。针对三相桥式逆变电源通常不能保证三相电压输出平衡,研究了一种可以带不平衡负载的三相逆变电源。研究了逆变电源的控制原理,建立了逆变电源系统动态模型,在此基础上对逆变电源的各种控制方案的性能进行了对比研究,从而确定了一种新颖的高性能逆变电源多闭环控制方案。另外,针对逆变电源输出相位存在固有滞后问题,采用了一种利用电压瞬时值内环对逆变电源滞后的相角进行补偿控制的策略,分析表明上述控制策略虽然有效,但无法做到输出相角稳态无差,对此,提出一种移相控制方案设想,相当于在原多环控制方案的基础上加了一个相位控制环。这样可以使逆变电源输出相位误差得到有效的补偿,输出相位精度更高。文章设计了逆变电源数字控制系统,采用TMS320LF2407A控制产生SPWM波,给出控制系统DSP程序运行流程图,并用DSP对其进行了实现数字化。多环反馈控制系统的采用,使系统具有优异的稳态特性、动态特性和对非线性负载的适应性,使逆变电源的性能得到有效提高。

    标签: DSP 正弦波逆变电源

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:tianjinfan

  • 绕组励磁同步电机无传感器矢量控制的研究.rar

    绕组励磁同步电机具有功率因数可调、效率高等优点,在工业大功率场合获得了广泛应用,因此研究和开发高性能的绕组励磁同步电机驱动系统具有重大的经济价值和社会效益。目前开发高性能绕组励磁同步电机驱动系统所采用的控制方案主要有两种:一种是直接转矩控制(DTFC);另一种是磁场定向矢量控制(FOC)。绕组励磁同步电机的矢量控制策略具有控制结构简单,物理概念清晰,电流、转矩波动小,转速响应迅速,易实现数字控制等优点。因此,在交流传动领域中,越来越受到学者的关注。但是,无论在国内还是国外,交直交型绕组励磁同步电机矢量控制系统的研究还缺乏全面深入的理论研究,还没有建造起矢量控制系统的理论体系构架。本文对绕组励磁同步电机矢量控制系统进行了初步的理论探讨,并进行了详细的实践研究,为以后更深入、广泛地研究此系统,打好坚实的基础。本论文主要研究内容如下: @@ 通过广泛的查找文献,对几种常见的同步电机传动系统进行了综述,分析了同步电机变频调速原理,在此基础上,讲述了无传感器技术在同步电机中的应用现状。无传感器技术主要有两大类:基于基波量的检测方法和基于外加信号的激励法。随后,对转子初始位置的估计进行了综述,其方法有:基于电机定子铁芯饱和效应的转子位置估计,高频信号注入法,基于定子绕组感应电压的估计法和基于相电感计算法等。绕组励磁同步电机转子初始位置估计的研究还很少。 @@ 对绕组励磁同步电机矢量控制的理论进行了全面深入地研究,建立起矢量控制的理论体系构架。 @@ 首先,基于磁势等效原理,将三相静止交流信号等效变换为两相旋转直流信号,将交流电机等效为直流电机进行控制。在Clarke变换和Park变换的基础上,得到凸极同步电机转子磁场定向的电压矩阵方程、功率方程和运动方程。根据上述方程,绘出dq轴的等值电路及矢量图,得到状态空间描述的dq轴数学模型。 @@ 其次,根据模型参考自适应原理,对同步电机转速进行估计。忽略同步电机d轴阻尼绕组的作用,取同步转速为零,得到同步电机αβ静止坐标系下 的数学模型。将不含有转子转速信息的方程作为参考模型,将含有转速参数的方程作为可调模型,根据波波夫超稳定性和正性原理,对转子转速进行估计。@@ 最后,根据模型参考自适应估计的转子转速,设计磁通观测器来估计转子磁通,实现磁通反馈闭环控制。磁通观测器采用降维观测器,仅对转子磁通分量进行重构,并通过极点配置算法,合理配置观测器的极点,使观测器满足系统的性能指标,达到磁通观测的目的。 @@ 新颖的空间矢量脉宽调制算法。从空间矢量的基本概念入手,深入分析了定子三相对称电压与空间电压矢量之间的关系。由三相电压源型逆变器输出电压波形得到六个有效开关状态矢量,这六个开关矢量和两个零矢量合成一组等幅不同相的电压空间矢量,去逼近圆形旋转磁场。其次,根据空间电压矢量所在的扇区,选择相邻有效开关矢量,在伏秒平衡的法则下,计算各有效开关矢量的作用时间。并且,探讨了扇区判断和扇区过渡问题,定性分析了空间矢量脉宽调制(SVPWM)的性能。最后,根据每个扇区中开关矢量作用时间,采用软件构造法,在TMS320LF2407A硬件上实现了SVPWM。实验结果表明,该算法简单易实现,能够有效的提高直流母线的电压利用率,具有在低频运行稳定,逆变器输出电流正弦度好等优点。 @@ 空间矢量过调制算法的研究。在上述线性调制的基础上,提出一种基于电压空间矢量的过调制方法。过调制区域根据调制度分成两种不同的模式,分别为模式Ⅰ(0.907

    标签: 绕组 励磁 同步电机

    上传时间: 2013-07-25

    上传用户:gaorxchina

  • 可并网三相光伏逆变装置的研究与设计.rar

    随着市场经济和现代化工业的发展,能源短缺和环境污染,已经成为制约人类社会健康发展的两大重要因素。新能源的开发与利用愈来愈受到重视,太阳能以其清洁环保、蕴藏丰富等优点逐步得到了开发利用。光伏逆变电源作为太阳能利用中主要的能量变换装置,是目前研究和发展的重要环节。 本课题研究的是可并网三相光伏逆变电源,以追求体积小、效率高、精度大、方便实用为目的,采用了DC—HFAC—DC—LFAC三级功率传输架构,设计中使用了SPWM技术、SVPWM技术、内高频环技术、DSP数字控制技术和数字锁相环技术等前沿实用技术。 直流DC—DC变换器采用内高频环技术,既实现了电气隔离又大大的减小了装置体积。这一部分本文不做涉及,本文所涉及的内容为本系统的DC—AC逆变电源部分,本论文的主要内容如下: 首先,分析了几种DC—AC逆变器的主电路拓扑结构,根据其优缺点与实际应用需要,选择三相四桥臂结构作为本文主电路结构,满足了电网负载的不平衡性。在选择了三相四桥臂结构的基础上,选取两种最新的SVM控制方法:基于三态滞环的瞬时空间电流相量控制法与二维空间矢量控制法,对两种方法作出详细分析比较,根据实用性原则,选取二维空间矢量控制法作为本文的控制方法。 其次,选取了主控芯片TI公司的TMS320F2812,电路中的功能尽量数字化实现,既控制了电路体积,又大大提高了系统的安全性与可靠性。设计了本系统的控制电路、驱动电路、缓冲电路、保护电路、滤波器电路等系统电路,本系统所有硬件电路均设计完毕。为了验证设计的正确性,大部分电路都用ORCAD—Pspice仿真软件进行仿真验证,小部分电路搭建实际电路,设计电路都能达到系统设计要求。 随后,简单介绍了DSP编程环境CCS。详细分析了SVPWM的工作原理,并给出二维空间矢量法在DSP中的实现方法。介绍几种MPPT方法,并选取本课题所选用的方法。 最后,给出系统仿真,分析了重点模块,得到了仿真结果。 关键词:光伏并网电源、空间矢量脉宽调制、内高频环、三相四桥臂

    标签: 并网 三相 光伏

    上传时间: 2013-05-19

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  • 小型并网风力发电系统的建模与仿真研究.rar

    风能作为一种清洁可再生能源,迅速发展,已经成为世界新能源最主要的发展方向之一。风力发电系统按照容量可以分为小型风力发电系统和大型风力发电系统,按照是否并网又分为离网系统和并网系统,文章着重研究小型并网风力发电系统。 本文在分析国内外风力发电系统的现状以及风电产业现状的基础上,研究了风力发电系统的总体结构、风力机的主要机型以及发电系统的分类。通过研究风力机和永磁同步发电机各自的特性,基于它们的数学模型分别建立了各自的仿真模型。基于上述仿真模型,分别建立了整个电压源型逆变器并网风力发电系统和电流源型逆变器并网风力发电系统的仿真模型。 在风力发电并网系统中,并网逆变器是核心部分,可以分为电流源型逆变器和电压源型逆变器。本文研究了三相电压源型逆变器实现并网所采用的控制方法,包括空间矢量调制法和锁相环技术。针对电流源型并网逆变器风力发电系统,研究了PWM电流源型整流器的空间矢量调制和PWM电流源型逆变器的三种脉宽调制策略。 文中电压源型逆变器并网风力发电系统的仿真模型,采用BOOST变换器稳定逆变器输入直流电压,采用SPWM方法控制电压源型逆变器实现风机的并网;在电流源型逆变器并网风力发电系统仿真模型中,用空间矢量调制方法控制PWM电流源型整流器和用SPWM控制电流源型逆变器的方法实现了系统的并网。本文对采用的控制方法进行了仿真验证,比较了两种并网系统的并网优缺点,最后对两种并网逆变器的区别进行了总结。

    标签: 并网 仿真研究 风力发电系统

    上传时间: 2013-06-29

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  • 变速恒频双馈机风力发电的若干关键技术研究.rar

    在能源枯竭与环境污染问题日益严重的今天,风力发电已经成为绿色可再生能源的一个重要途径。双馈电机变速恒频(VSCF)发电是通过对转子绕阻的控制来实现的,而转子回路流动的功率是由发电机运行范围所决定的转差功率,因而可以将发电机的同步转速设定在整个运行范围的中间。如果系统运行的转差率范围为±30%,则最大转差功率仅为发电机额定功率的30%,因此交流励磁变换器的容量可大大减小,从而降低成本。该变换器如果加上良好的控制策略,则系统运行将具有优越的稳态和暂态运行性能,非常适用于风能这种随机性强的能源形式。本文对变速恒频双馈机风力发电系统的若干关键技术,如空载柔性并网、带载柔性并网、解列控制、最大功率点跟踪、电网电压不平衡运行、低电压故障穿越等问题进行了深入研究,论文的主要工作如下: 根据交流励磁变速恒频风力发电的运行特点,将电网电压定向的矢量控制方法应用在双馈发电机的并网发电控制上。研究了一种基于电网电压定向的双馈机变速恒频风力发电柔性并网控制策略,在变速条件下实现无电流冲击并网和输出有功、无功功率的解耦控制,建立了交流励磁发电机柔性并网及稳态运行的控制模型,对柔性并网及其逆过程的解列分别进行了仿真和实验研究。 提出了一种以向电网输送净电能最多为目标的最大功率点跟踪控制策略,在不检测风速情况下,能够自动寻找并跟随最大功率点,且不依赖风力机最佳功率特性曲线,提高了发电系统的净输出能力,具有良好的动、静态性能。仿真和实验结果证明了本控制策略的正确性和有效性。 对网侧变换器分别进行了幅相控制和直接电流控制策略的研究。结果表明:幅相控制策略简单实用,可以得到正弦波电流,且波形谐波小,实现了单位功率因数运行,但响应速度相对较慢;而直接电流控制策略具有网侧电流闭环控制,使网侧电流动、静态性能得到提高,实现对系统参数的不敏感,增强了电流控制系统的鲁棒性,但算法相对复杂。 在电网不平衡条件下,如果以传统的电网电压平衡控制策略设计PWM整流器,会使系统出现不正常的运行状态。为了提高三相PWM整流器的运行性能,本文对电网电压不平衡情况下三相PWM整流器运行控制策略进行了改进,研究了消除负序电流和抑制输入功率二次谐波的控制策略,实现了线电流正弦、负序输入电流为零及总无功功率输入为最小的目标。 为了提高VSCF风力发电系统的运行能力,本文对电网故障时双馈风力发电系统低电压穿越控制(LVRT)进行了研究,在不改变系统硬件结构的情况下,通过改变励磁控制策略来实现LVRT;在电网故障时使电机和变换器安全穿越故障,保持不脱网运行,提高系统的稳定性和安全性。

    标签: 变速恒频 双馈 关键技术

    上传时间: 2013-07-09

    上传用户:leileiq

  • 基于DSP的三相混合式步进电动机正弦波细分驱动技术的研究.rar

    传统开环运行的三相混合式步进电动机驱动系统中存在着振荡和失步等不足之处。本文针对这种情况,通过对理想化三相混合式步进电动机数学模型的分析,把三相混合式步进电动机视为一种低速同步电动机。同时,结合电流跟踪型PWM控制方式及恒流斩波驱动的工作原理,设计了基于数字信号处理器TMS320F2812的全数字三相混合式步进电动机正弦波细分驱动系统。 首先,本文从三相混合式步进电动机的数学模型出发,对步进电动机的细分驱动方式进行了研究,分析了步进电动机连续均匀旋转的工作机理。然后分析了步进电动机的运行特性及细分控制的必要性,进而分析了细分驱动对改善步进电动机运行性能的作用,并针对细分运行的一些不足之处,提出了均匀细分恒转矩控制的方案。理论分析表明,在混合式步进电动机的三相定子绕组中通以互差120°的正弦波电流时,可得到类似同步机的转矩特性,使电动机均匀旋转。 本系统硬件电路以TMS320F2812为核心,采用正弦波细分和电流跟踪型脉宽调制(PWM)技术实现三相混合式步进电动机的细分控制,使三相定子绕组电流严格跟踪电流给定信号变化。应用IR公司的IR2130集成驱动芯片进行了步进电动机驱动系统的功率驱动环节的设计,节省了板上空间,减小了装置体积。同时从装置可靠性出发,设计了一套安全可靠的硬件保护电路。 实验结果表明,本文所设计的三相混合式步进电动机正弦波细分驱动器具有优良的控制性能。细分运行时减弱了混合式步进电动机的低速振动和噪声,使电动机运行平稳,并改善了其低频运行性能。

    标签: DSP 三相混合式 步进电动机

    上传时间: 2013-06-27

    上传用户:ca05991270

  • MEMS传感器弱信号检测电路及集成设计.rar

    高精度惯性加速度计能够实现实时位移检测,在当今民用和军用系统如汽车电子、工业控制、消费电子、卫星火箭和导弹等中间具有广泛的需求。在高精度惯性加速度计中,特别需要稳定的低噪声高灵敏度接口电路。事实上,随着传感器性能的不断提高,接口电路将成为限制整个系统的主要因素。 本论文在分析差动电容式传感器工作原理的基础上,设计了针对电容式加速度计的全差分开环低噪声接口电路。前端电路检测传感器电容的变化,通过积分放大,产生正比于电容波动的电压信号。 本论文采用开关电容电路结构,使得对寄生不敏感,信号灵敏度高,容易与传感器单片集成。为了得到微重力加速度性能,设计电容式位移传感接口电路时,重点研究了噪声问题和系统建模问题。仔细分析了开环传感器中的不同噪声源,并对其中的一些进行了仿真验证。建立了接口电路寄生电容和寄生电阻模型。 为了更好的提高分辨率,降低噪声的影响如放大器失调、1/f噪声、电荷注入、时钟馈通和KT/C噪声,本论文采用了相关双采样技术(CDS)。为了限制接口电路噪声特别是热噪声,着重设计考虑了前置低噪声放大器的设计及优化。由于时钟一直导通,特别设计了低功耗弛豫振荡器,振荡频率为1.5M。为了减小传感器充电基准电压噪声,采用两级核心基准结构设计了高精度基准,电源抑制比高达90dB。 TSMC 0.18μm工艺中的3.3V电压和模型,本论文进行了spectre仿真。 关键词:MEMS;电容式加速度计;接口电路;低噪声放大器;开环检测

    标签: MEMS 传感器 弱信号

    上传时间: 2013-05-23

    上传用户:hphh

  • 三相桥式整流的功率因数校正技术的研究.rar

    随着电力电子技术的发展,交流电源系统的电能质量问题受到越来越多的关注。传统的整流环节广泛采用二极管不控整流和晶闸管相控整流电路,向电网注入了大量的谐波及无功,造成了严重的污染。提高电网侧功率因数以及降低输入电流谐波成为一个研究热点。功率因数校正技术是减小用电设备对电网造成的谐波污染,提高功率因数的一项有力措施。本文所做的主要工作包括以下几部分: 1.分析了单位功率因数三相桥式整流的工作原理,这种整流拓扑从工作原理上可以分成两部分:功率因数补偿网络和常规整流网络。在此基础上,为整流电路建立了精确的数学模型。 2.这种单位功率因数三相桥式整流的输入电感是在额定负载下计算出的,当负载发生变化时,其功率因数会降低。针对这种情况,提出了一种新的控制方法。常规整流网络向电网注入的谐波可以由功率因数补偿网络进行补偿,所以输入功率因数相应提高。负载消耗的有功由电网提供,补偿网络既不消耗有功也不提供任何有功。根据功率平衡理论,可以确定参考补偿电流。双向开关的导通和关断由滞环电流控制确定。在这一方法的控制下,双向开关工作在高频下,因此输入电感值相应降低。仿真和实验结果都表明:新的控制方法下,负载变化时,输入电流仍接近于正弦,功率因数接近1。 3.根据IEEE-519标准对谐波电流畸变率的要求,为单位功率因数三相桥式整流提出了另一种控制方法。该方法综合考虑单次谐波电流畸变率、总谐波畸变率、功率因数、有功消耗等性能指标,并进行优化,推导出最优电流补偿增益和相移。将三相负载电流通过具有最优电流补偿增益和相移的电流补偿滤波器,得到补偿后期望的电网电流,驱动双向开关导通和关断。仿真和实验都收到了满意的效果,使这一整流桥可以工作在较宽的负载范围内。 4.单位功率因数三相桥式整流中直流侧电容电压随负载的波动而波动,为提高其动、静态性能,将简单自适应控制应用到了直流侧电容电压的控制中,并提出利用改进的二次型性能指标修改自适应参数的方法,可以在实现对参考模型跟踪的同时又不使控制增量过大,与常规的PI型简单自适应控制相比在适应律的计算中引入了控制量的增量和状态误差在k及k+1时刻的采样值。利用该方法为直流侧电压设计了控制器,并进行了仿真与实验研究,结果表明与PI型适应律相比,新的控制器能提高系统的动态响应性能,负载变化时系统的鲁棒性更强。

    标签: 三相桥式 整流 功率因数

    上传时间: 2013-06-15

    上传用户:WS Rye

  • 大功率三相逆变器控制与并联技术研究.rar

    三相逆变器作为交流供电电源的主要部分,广泛地应用于电动车、电力设备、产业设备、交通车辆等领域。逆变器的并联控制技术以其广泛的应用前景也得到越来越深入地研究。人们对逆变电源的要求越来越高,高性能、高可靠性的大功率逆变器就是当今逆变电源的发展趋势之一。提高逆变电源容量主要有两个途径,设计大功率的逆变器和采用逆变器并联技术实现电源模块化。 为此,本文以两台400kVA组合式三相逆变器为对象,采用全数字化控制方式,主要研究了大功率三相逆变器的波形控制技术和并联控制技术。本文围绕大功率组合式三相逆变器,对其主电路结构、系统的数学模型、波形控制技术以及并联系统模型、并联控制方案进行了较为详细的分析和研究。分析了适用于大功率的组合式三相逆变器结构,并给出了400kVA组合式三相逆变器的主电路设计。建立和分析了组合式三相逆变器在ABC、αβ、dq 坐标系下的数学模型。针对大功率组合式三相逆变器,采用在dq 坐标系下的三相电压闭环统一控制方案。为了使大功率三相逆变器得到较好的输出电压波形质量,采用PID 瞬时值电压反馈控制和重复控制并联结合的控制方案。分析了PID 控制器和重复控制器的原理,并针对400kVA 三相逆变器的系统性能,给出了相应数字PID 控制器和重复控制器的设计。并利用Matlab 建立了系统的仿真模型,给出了理论研究结果。提出了有效提高系统动态性能的两种方法:加负载电流前馈和动态过程中强制改变改变调制比。介绍了大功率三相逆变器的短路限流保护技术,提出了采用瞬时值限流电路和单独的软件限流环相结合的方案,保证大功率三相逆变器在短路时自动限流保护。对两台大功率三相逆变器组成的并联系统的结构、环流特性及逆变器的输出功率进行了分析。详细分析了输出阻抗特性不同时,逆变器环流和输出功率分配的差异,得出了输出阻抗对环流和功率影响的一般规律。针对大功率三相逆变器并联系统,采用基于功率误差的分散逻辑控制方案。分析了基于功率误差的分散逻辑控制原理,逆变器输出功率的检测和母线信号综合的脉宽调制原理。根据400kVA 三相逆变器并联系统的输出阻抗特性,采用了无功调节输出电压幅值和同步锁相实现相位同步的并联控制策略。 本文最后在两台400kVA组合式三相逆变器样机上得到了实验验证。实验结果进一步验证了大功率三相逆变器的波形控制和并联控制策略有效可行性。

    标签: 大功率 三相逆变器 控制

    上传时间: 2013-07-03

    上传用户:coolloo