数字控制技术在开关电源中的应用正变得越来越广泛,开关电源的数字控制器包含三个主要的功能模块:模数转换器、数字补偿器和数字脉宽调制器。本论文总结和比较了当今国际上高频开关电源数字控制器各个模块的先进技术和发展方向。 数字电源要在高频开关电源应用领域中实用化、市场化,在技术上仍然存在许多的难关需要攻克。其中模数转换器和数字脉宽调制器的分辨率问题给系统带来了极限环振荡的隐患,采样时滞现象增加了实现电源的电压调节快速动态响应特性的难度,同时数字补偿器必须在一个开关周期内完成若干次乘法和加法运算以便及时更新占空比信息,从而对数字控制器的运算速度提出了非常高的要求。本文集中研究和讨论解决这些技术难点的途径,利用matlab中的SISOTOOL块,通过直接数字设计提出了2P2Z的数字补偿算法。按照高频开关电源的设计步骤,本文对主要元器件进行了参数的计算以及选型,并利用matlab中的SIMULINK模块对电路的稳态瞬态性能进行仿真研究。 为了对理论分析和仿真研究进行验证,本文设计实现了一款基于DSPic30F2020高性能数字信号处理器并采用2P2Z控制算法的高频全桥拓扑大功率通信一次电源整流模块。实验结果表明,该数字电源方案稳定可靠,性能参数优异,能够满足应用的需要。
上传时间: 2013-04-24
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永磁无刷直流电动机是一种先进的集电力电子变换器与永磁电机本体于一体的机电一体化系统,它既具备交流电动机结构简单、运行可靠、维护方便的一系列优点,又具备直流电动机运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好的诸多特点.正是由于这些原因,自上世纪末起,逐渐形成永磁无刷直流电机的研究热潮.在此背景下,本文以此为课题,对永磁无刷直流电机系统进行了一些理论分析和实践应用.本文首先在综合国内外有关文献的基础上,分析了永磁无刷直流电机的发展历程、现状和趋势,提出了目前存在的一些问题.介绍了永磁无刷直流电机的结构和运行原理,推导出永磁无刷直流电机的数学模型.针对永磁无刷直流电机的转矩脉动,本文详细分析了各种调制斩波方式对注入电机电流以及转矩脉动的影响,比较分析各种斩波方式下系统运行情况,提出一种有利于减少转矩波动的斩波方式.同时,本文还提出了一种回馈制动的方式,进一步提升系统性能,节约能源.在大型永磁电机磁极设计中,通常采用多块磁钢来组成励磁磁极.考虑到磁钢本体的分散性和加工误差,本文从工程实际应用出发,提出了一种磁钢优化配置方法,保证每个磁极中各段磁钢产生的合成磁密幅值接近相等且通量均衡,从电机本体设计角度上提高系统性能.本文在理论分析基础上,以单片机和功率智能模块为硬件平台,实现了一套多相永磁无刷直流电机系统.针对理论分析,进行了各种方案的比较分析,经过试验结果和仿真分析结果,进一步支持了论证了理论分析正确性和实用性.同时,对于实际应用中的一些问题,本文也做了一些工作,提出一些分析和改进.
上传时间: 2013-08-04
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变速恒频风力发电技术因其高效性和实用性正受到越来越多的关注,有着良好的发展前景。本文致力于研究变速恒频风力发电技术,从分析其运行机理入手,比较了定桨距、变桨距和变速恒频风力发电的区别,选定双馈式变速恒频方案:它在低风速阶段主要进行变桨距调节追求最大风能捕获,高风速时通过控制双馈电机转子侧的电流,达到定子输出恒频和有功、无功的独立调节。变桨距风力机作为风能转换为机械能的设备,是风力发电系统的重要组成部分,它与风电场风能资源的匹配问题直接影响到了风力发电系统的运行特性。本文以风能理论为基础,探讨了风力机组设备的选型问题,建立起风速和风力机系统的数学模型。双馈异步电机是变速恒频风力发电系统的核心。本文分析了其基本运行特点,指出双馈发电机具有普通交流电机无法比拟的优点;研究了稳态电路和功率平衡关系,并详细推导出M-T-0坐标系下的5阶状态方程,建立起定子磁链定向矢量控制系统,实现了定子有功和无功的解耦控制,使电机控制简单化。变频器是双馈电机实现变速恒频运行的关键,本文选定了六脉波交-交变频器作为励磁电源。通过对其主电路结构、余弦交截法和触发脉冲产生原理等的进一步分析,建立起六脉波交-交变频器的数学模型,并处理了与变频器与发电机的接口问题。最后,利用Matlab6.5/Simulink5.0仿真软件,建立了系统各组成部分的仿真模型,并进行了仿真实验研究。仿真结果表明,所建模型是正确的,变速恒频风力发电系统具有良好的运行特性。
上传时间: 2013-07-14
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动力传动中的直线往复运动往往是通过旋转运动在传动装置的作用下实现的。因此,频繁的高速和低速的传递运动装置的较好选择是直线开关磁阻电机(LSRM)。但是,这种电机很少得到运用,这是因为LSRM的数学模型很难准确建立,它的固有的牵引力脉动(类似于旋转开关磁阻电机的转矩脉动)也很难克服,因而控制起来比较困难。随着电力电子技术和数字技术的发展,直线开关磁阻电机以其简单结实的电机结构、优越的性能和经济指标,近年来受到学术界的极大关注,不少大学和研究机构都开展了研究工作,取得了一定的成就。本文在“通过先进的控制策略简化机械装置”的指导思想下,结合目前国际学术界的最新研究成果,对直线开关磁阻电机的理论、结构设计和系统仿真进行了一系列的研究。 本文从最基本的理论公式推导出直线开关磁阻电机的数学模型,并在此基础上结合具体参数进行电机的结构设计,分析了各参数的静态特性,推导出动态方程和传递函数,建立了非线性动态模型,利用该模型进行系统的动态特性分析,给出仿真结果;对系统进行优化,提出了一种简单可行的参数选择方法。仿真结果表明,其动态响应性能明显提高。在分析常用功率变换器的基础上,引进软开关技术,用来降低电机的损耗和脉动。采用TMS320VC33进行数据处理,给出了与DSP相连接的相关检测电路。 为了降低和消除开关磁阻电机的脉动和噪声,本文利用滑模变结构控制具有快速响应和对外部变化不灵敏等优点,设计了LSRM滑模变结构控制系统。仿真结果表明,其效果明显。 本文研究的目的在于把直线电机的结构和开关磁阻电机的原理和控制方式结合起来,对直线开关磁阻电机进行深入的分析,并在动态特性上进行较多的理论和仿真分析,在保持开关磁阻电机固有的优点上,进一步简化电机的结构,使之能在一些特殊场合使用,以提高整个传动系统的效率。 研究结果表明,直线开关磁阻电机的结构十分简单,控制策略相对成熟,因而直线开关磁阻电机的研究和推广运用是很有前途的。
上传时间: 2013-06-20
上传用户:lo25643
这是西门子变频器的资料,介绍运动原理、技术、接口、变频器和电机的选择等参数
标签: 变频器
上传时间: 2013-06-05
上传用户:siguazgb
以PIC16F87X型号为主,内容包括存储器;定时/计数器;输入捕捉/输出比较/脉宽调制CCP;模/数转换器;主控同步串行端口等等
上传时间: 2013-07-29
上传用户:himbly
感应电机双馈调速系统是一种性能优越的电力拖动控制系统,它不仅降低了功率变换器的额定功率,而且能够通过调节转子电压的幅值、相位和频率来实现电机定子侧功率因数的调节。由于系统控制方法的灵活性和多样性,使得双馈电机在工业传动领域、风力发电以及抽水蓄能电站中拥有广阔的应用前景。 本文主要对双馈电机矢量控制系统进行了相关研究。首先,比较双馈调速系统和传统的异步电机变频调速系统的异同点,阐述了双馈电机的工作原理,各种不同的磁场定向控制方式,并分析了它的稳态特性;接着,利用双馈调速系统控制方法灵活多样的特点,构建了一套交直交变换器励磁的矢量调速系统,系统模型建立在以转子磁链定向了同步旋转的坐标轴系中,可以实现双馈电机转速与无功功率的解耦控制,同时,控制交直交变换器能量的双向流动,双馈电机可以在超同步、亚同步方式下运行,通过计算机仿真,验证了这种控制方式的可行性和正确性;随后,阐述了双馈电机的功角特性,通过功角特性分析了电机的静态稳定性,并建立了双馈电机的开环电压控制、开环电流控制以及矢量控制的小信号模型,对上述几种控制方式下的双馈电机暂态稳定性进行了深入研究;最后,综合上述讨论结果,设计了双馈电机的控制系统硬件部分,并给出了部分软件设计流程。
上传时间: 2013-07-25
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超级电容器是一种介于电池和静电电容之间的新型储能元件,其功率密度比电池高数十倍,能量密度比静电电容高数十倍。具有充放电速度快、对环境无污染、循环寿命长等优点,有希望成为21世纪的新型绿色能源。 设计了一个主回路以BUCK降压电路为主,控制回路以单片机89C51为核心的超级电容器充放电测试系统,用于测试超级电容器充放电性能。本系统通过检测超级电容器的端电压、电流和温度,并将采集到的信号由ADC0809转换为数字信号,送入89C51分析处理后,再经DAC0832输出,调节脉宽调制器TL494的电压信号,调整PWM的输出值,控制BUCK转换电路中MOSFET功率开关的占空比,从而改变输出直流电压的大小,实现恒流控制。超级电容器充电方法采用分阶段恒流充电,依照充电状态的不同,适时调整充电电流大小,避免过充电造成超级电容器损害。在其控制方法和实现手段上,主要通过单片机的设定值与实测值的比较来控制电路的输出,也可以通过模糊控制技术来实现,并用MATLAB进行了仿真实验,仿真结果证明采用模糊控制能够取得更好的效果。在整个系统的保护功能方面,采用了过压、过流以及过热等的保护方法,实现软硬件对系统的保护。 利用本测试系统可以对超级电容器进行恒电流充放电,其充放电曲线基本上呈现线性。模糊控制能针对电容器充电状态的不同,适时给予不同的充电电流,不至于发生大电流过充造成超级电容器受损的情况,确保使用寿命。 解决了系统的电磁兼容,从而能够保证系统能够安全可靠地工作。在电路装置硬件电路、软件以及印制电路板设计中所采取了一些抗干扰措施,可以有效地预防一些干扰带来的误差,提高了系统的可靠性和稳定性。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:Kecpolo
本文论述了基于ST7FMC的电动摩托车控制系统的研究。 近年来,由于燃油交通工具尾气排放对城市空气造成的严重污染,以及人们生活水平、环保意识的逐渐提高,绿色交通工具己成为时代发展的重要课题。考虑到我国目前的国情,发展电动车具有重要的环保意义。 随着电机技术及功率器件性能的不断提高,电动车的控制器发展迅速。但是目前市场上大多数的电动车产品均采用低集成度元件控制装置,功能过于简单,不能充分发挥系统潜力及处理一些特殊的控制问题。 提出了基于意法半导体芯片ST7FMC的永磁无刷直流电动机的控制系统设计方案,进行了低成本、高智能的无刷直流电机控制系统设计,能满足更多应用场合的需要。主要从以下几个方面进行了分析与研究: 首先,建立无刷直流电机的数学模型,并分析其电机运行特性。 其次,根据ST专用单片机的特点详细设计了系统的控制策略:将调速系统设计为电流、速度双闭环的PI算法控制,以保证调速性能和电流控制精度;采用ST芯片固有的寄存器进行速度的检测,比较精确;将相电流检测设计成母线电流PWM On中点检测;采用了高性能的驱动集成电路IR2136来驱动MOSFET组成的全桥逆变电路;驱动方式采用新型的凸形波驱动控制方法。 最后,组装了试验样车,通过实验室观测及实地运行,验证了系统运行的可靠性。 由此得出结论:本课题设计的基于ST7FMC的电动摩托车控制系统具有运行性能良好、可靠性高的特点,为后续的研究工作提供了一定的基础。
上传时间: 2013-05-17
上传用户:电子世界
随着人类生活水平的提高,人们对能源的需求也日益提高。太阳能作为一种新型的绿色可再生能源,具有储量大、利用经济、清洁环保等优点。因此,太阳能的利用越来越受到人们的重视,而太阳能光伏发电技术的应用更是人们普遍关注的焦点。在不久的将来,太阳能光伏利用的主要形式将是并网发电系统。高性能的数字信号处理器芯片(DSP)的出现,使得一些先进的控制策略应用于光伏并网的控制成为可能。 一套基本的光伏并网发电系统一般是由太阳能电池板、太阳能控制器和逆变器构成。其中,太阳能控制器和逆变器是光伏并网系统的核心部分,本文针对如何提高太阳能光伏并网系统的转换效率,从建模仿真方面对具有最大功率点跟踪的光伏并网系统进行了研究。首先,概述了太阳能光伏发电系统的组成,介绍了目前我国太阳能光伏发电技术的应用。其次,使用MATLAB中的POWER SYSTEM BLOCKSETS 工具软件建立了光伏并网发电系统的动态模型,并进行了仿真,给具体的硬件设计提供了极为有效的帮助。再次,通过比较几种常用的DC/DC 变换器的工作原理,提出利用推挽式DC/DC 变换器实现转换,对参数进行分析后建立了推挽式DC/DC 变换器的仿真模型。MPPT(最大功率点跟踪)是光伏系统中经常遇见的问题。本文详细地分析了常用的几种MPPT 方案,并提出了几种新的MPPT 方案。分析了基于DSP 芯片(TMS320F240)的光伏并网发电系统的控制设计思想。采用电网电压前馈和电流跟踪技术,建立了相关的控制模型,实现了网侧电流正弦化和单位功率因数。最后本文结合实际系统给出了SPWM的设计方案和软件流程图。
上传时间: 2013-07-22
上传用户:jcljkh