本文分别建立了三相电压型PWM整流器在三相静止坐标系、两相静止坐标系和两相同步旋转坐标系中的数学模型,对三相电压型PWM整流器多种电流控制策略进行了研究和对比,并对三相电压型PWM整流器控制系统的设计进行了研究。 通常情况下,PWM整流器控制系统需要用到交流电压、电流传感器以及直流电压传感器,以实现直流电压和交流电流的双闭环控制。利用传感器可以快速、便捷地获得电压电流参数,但也导致了系统体积大、成本较高,并降低了系统运行可靠性。为此,本文研究和总结了三相电压型PWM整流器无交流电流传感器的三种控制策略:基于直流侧电流检测的控制策略、基于直流电压检测的控制策略和基于状态空间平均技术的控制策略。并通过Matlab中的Simulink仿真软件对前两种控制策略进行了仿真验证分析。 在以上理论的分析基础上,本文设计并实现了一套以TMS320F2812 DSP为控制核心的无交流电流传感器的PWM整流器的控制系统的解决方案,包括控制系统的硬件解决方案和软件解决方案,搭建了实验平台并进行了调试。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:郭静0516
异步电机无速度传感器矢量控制技术提高了交流传动系统的可靠性,降低了系统的实现成本。准确辨识电机转速是实现无速度传感器矢量控制的关键。 本文对无速度传感器矢量控制系统进行了研究,建立了异步电动机无速度传感器电压解耦矢量控制系统和基于模型参考自适应(MRAS)的无速度传感器矢量控制系统。基于MRAS的无速度传感器矢量控制系统利用电动机定子电压方程和电流方程得到电动机转速的模型参考自适应辨识算法,在此基础上建立了一个改进的变参数MRAS速度辨识数学模型,并利用Matlab软件对基于该速度辨识模型的无速度传感器异步电动机矢量控制系统在不同的情况下进行了详细的仿真研究。仿真结果验证了该改进的变参数MRAS速度辨识模型具有令人满意的辨识精度和动态性能。 基于MRAS的转速估算理论从本质上来说属于基于电机理想模型的转速估算方案,该方法依赖于电机参数,而电机参数在电机运动过程中变化很大,因而给出了对电机的一些定、转子参数进行实时辨识方法,以保持系统的动、静态性能。 在传统型模型参考自适应系统基础上,将系统中原有的自适应调节机构用一个具有在线学习能力的人工神经网络取代,提出一种基于神经网络的异步电机转速估计方法,并给出了速度估计器的神经网络结构和学习算法。最后对基于神经网络转速估计的异步电机矢量控制系统进行了仿真,结果表明该系统具有良好的性能。 简单介绍了基于DSP的异步电机无速度传感器矢量控制系统的硬件结构以及软件系统的设计。
上传时间: 2013-05-30
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在功率电路中,电压的检测相对于电流的检测要简单和容易得多。电压的检测可以很方便地进行而不会对电路性能产生明显影响;而对电流的检测却要复杂得多,电流的检测必须引入测量电流的检测器,检测器的引入将影响电路的性能。根据具体的电路,选择合适的电流检测方案,并进行正确的电路设计,是功率电路设计成败的关键之一。 在开关电源设计中,电流检测技术起着至关重要的作用,是开关电源设计成功与否的关键因素。本文首先详细分析和比较了目前开关电源中常用的电阻检测、磁检测、MOSFET检测等几种电流检测方法。并根据各自的特点,将各种技术加以区别,为各种开关电源选择合适的检测技术指明了方向。在此基础上,本文提出了两种适用于电流型控制开关电源的新型电流检测电路。该电路结合了场效应晶体管导通电阻特性和电流镜像原理,能即时、快速地检测流过功率开关管的电流,以有效地进行开关控制和过流保护。论文最后还介绍了一种无检测电路的控制,并提出了一种分析无电流传感器控制斜坡补偿的分析方法,从理论上证实了电流型控制斜坡补偿的意义。
上传时间: 2013-06-07
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永磁同步电机(PMSM)因其无需励磁电流、运行效率和功率密度高,在交流调速系统中被广泛的应用,但PMSM高性能的矢量控制需要精确的转子位置和速度信号来实现磁场定向。在传统控制中,一般采用机械式传感器来检测转子位置和转速,但是机械式传感器存在诸如成本高、可靠性低、不易维护等问题,使得无速度/位置传感器控制技术成为永磁同步电机控制中的热点问题。虽然目前已有较多的研究成果,但是所采用的方法大多是基于电机基波方程的分析,一般不适用于低速甚至零速,并且对电机参数较为敏感,鲁棒性差。本文正是为了解决这个问题,而采用高频信号注入法实现转子位置估算,这种方法适合于低速甚至零速,对电机参数的变化不敏感,鲁棒性强。主要做了如下的工作: 首先详细介绍了永磁同步电机三种基本结构,在建立了旋转坐标系下永磁同步电机数学模型的基础上叙述了其矢量控制原理,分析了各种现有的永磁同步电机无速度/位置传感器控制策略;其次在永磁同步电机矢量控制的基础上详细讨论了旋转高频电压信号注入法与脉振高频电压信号注入法提取转子位置的基本原理,并在此基础上利用MATLAB/SIMULINK仿真工具建立了整个永磁同步电机无速度/位置传感器矢量控制系统的模型,进行了仿真研究,仿真结果验证了控制算法的正确性。最后利用TI公司推出的数字信号处理器DSP芯片TMS320F2812,实现了基于脉振高频信号注入法的永磁同步电机无速度/位置传感器的实验运行,实验结果验证了这种方法适合于低速运行,对电机参数的变化不敏感,鲁棒性强。
上传时间: 2013-06-06
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在能源枯竭及环境污染问题日益严重的今天,光伏发电是未来可再生能源应用的一种重要方法。本文以光伏逆变技术为研究对象,对光伏系统最大功率点跟踪方法、光伏智能充电控制策略、光伏并网系统拓扑结构与控制方法、光伏并网与有源滤波统一控制方法等问题进行了深入研究。 在扰动观测法的基础上,提出了一种直接电流控制最大功率点跟踪方法,通过检测变换器输出电流进行最大功率点跟踪控制,简化控制算法,同时省去了扰动观测法中的电压和电流传感器,降低系统成本。 研究了一种实用的光伏系统蓄电池充电控制策略,将最大功率点跟踪与智能充电控制有机结合在一起,充分利用光伏电池的输出功率,缩短充电时间,提高充电效率;研究了一种全数字式逆变器,通过电压有效值外环和瞬时值内环的双闭环控制,既能保证系统输出电压的稳态精度,又能保证瞬变负载条件下的动态特性。研制了一套3kW光伏独立发电系统并进行了实验验证。 针对住宅型光伏并网逆变器体积小、性能价格比高的要求,研究了一种基于导抗变换器的并网逆变器拓扑结构,相比于传统电流型逆变器,本拓扑省去了笨重的电抗器,同时利用高频变压器进行能量传递和电气隔离,进一步降低了系统损耗和体积,降低系统成本。 经研究发现,由于导抗变换器的固有特性,采用传统的SPWM调制方法将导致并网逆变器输出平顶饱和的非正弦电流,造成对电网的谐波污染,提出了一种新型改进调制模式。该方法可以实现高功率因数、低谐波并网发电。根据上述理论分析,研制了一台3kW单相光伏并网逆变器,实验结果验证了理论分析的正确性。 研究了一种三相电流型并网逆变器拓扑结构及其控制方法,采用改进调制模式对其进行控制,在谐波抑制方面取得了满意的效果。提出的三相并网逆变方案,相比于传统三相并网逆变器,具有如下显著优点:系统中任意一相都是一个独立的子系统,不受其它相影响,即使在某一相或某两相损坏的情况下,剩余相也能正常运行,增加了系统的冗余性;在三相电网不平衡情况下,本方法也能提供稳定的三相电流,增加系统抗电网波动能力。初看起来本方案使用的导抗变换器和变压器有3套,但是每相承受的功率容量只有系统总功率的三分之一,这样可以选用较小容量的器件,有利于高频电感和变压器的制作和生产。提出了一种基于导抗变换器的三相电流型逆变器实现方案,利用导抗变换器将输入直流电压变换为高频正弦电流,经高频变压器隔离及电流等级变换后进行裂相调制,输出为三相正弦电流。该方法不仅省去了传统电流型逆变器直流侧电抗器,而且采用高频变换进行功率传输,减小了隔离变压器及输出滤波器的体积,有利于装置的小型化和降低成本。 针对光伏电池输出电压较低的问题,研究了一种单级式三相升压型并网逆变器,通过一级变换同时实现升压和DC/AC变换功能,并且提出了一种基于DSP芯片的控制策略,本方法仅用一个电压传感器就能替代原先的三个电压传感器:每个载波周期短路相只进行一次开关动作,同时任何时刻只有2个开关管导通,可有效降低系统的开关损耗和导通损耗;由于采用DSP控制,具有控制灵活、稳定性高、成本低、并网电能质量好,便于功率调节等优点。 提出了一种光伏并网与有源滤波兼用的统一控制策略,在同一套装置上既实现光伏并网发电,又实现谐波补偿,克服目前的光伏发电装置白天发电、夜间停机的不足,提高系统利用率。详细分析了无功电流和谐波电流的检测方法、光伏并网发电有功指令电流的生成方法及电流环控制器和电压环控制器的设计方法,并对光伏并网发电与有源滤波统一控制模式和单一有源滤波模式进行了讨论,仿真和实验结果验证了所提出的系统结构及控制策略的正确性和可行性。
上传时间: 2013-04-24
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随着家用空调的普及应用,空调已日渐成为耗能大户。我国经济建设多年来高速发展,正面临能源日益紧张的问题,由于空调节能尚有空间,因此人们普遍关注空调节能技术。在家用空调的各种节能技术中,直流压缩机变频驱动是发展的主流方向。从驱动方式上看,直流压缩机可以采用方波控制或矢量控制。与方波控制相比,矢量控制的空调直流压缩机具有噪声低、振动小、效率高等特点,更加符合节能和环保的发展方向。 本文主要研究了适用于空调压缩机负载的无转子位置传感器永磁同步电机矢量控制方法。首先从电机的基本方程入手,详细推导了永磁同步电机矢量控制的数学模型。详细分析了各种电流控制策略特点,提出了采用适合直流压缩机驱动的MTPA控制方式。 其次提出了具有凸极效应的压缩机永磁同步电机的一种简化模型,得到了适用于IPMSM的滑模观测器,解决了IPMSM在αβ坐标系中应用滑模观测器困难的问题。针对压缩机运行特点,采用全维状态观测器方法,实现IPMSM反电动势的观测,根据反电动势计算出电机转子位置和转速,实现了无传感器矢量控制。本文详细分析了全维状态观测器的极点配置方法,通过将四个极点配置在相同位置,简轻了计算量,也便于实现。 第三,由于反电动势估算法在电机低转速下不能正确估算转子位置,无法正常闭环起动,本文提出了一种简单的用于直流压缩机的起动方法,实现了压缩机的可靠起动。同时在深入分析电机等效模型的基础上,给出了一种简单的电机参数测量方法,通过简单测量和计算,得到系统实现无传感器永磁同步电机矢量控制所需的电感、电阻及反电动势系数等关键参数。 最后通过MATLAB/Simulimk7.1仿真软件对基于滑模观测器和基于全维观测器的永磁同步电机矢量控制方法进行了仿真验证,设计了以TMS320F2403数字信号处理器为控制核心的直流压缩机矢量控制实验平台,并进行了大量的实验验证。仿真及实验结果证明了本文理论分析和所提方法的正确性,并已应用于实际的直流压缩机矢量控制系统。
上传时间: 2013-06-13
上传用户:xuanchangri
永磁同步电机(PMSM)是一种性能优越、应用前景广阔的电机。永磁同步电机调速系统是以永磁同步电机为控制对象,采用变压变频技术对电机进行调速的控制系统。因其具有能耗低、可靠性高、控制精确等优点,在许多领域得到广泛的应用。然而,转子无阻尼绕组的PMSM的采用变频技术开环运行时,系统不太稳定,电机效率有所下降,转子温升高,易造成钕铁硼永磁体退磁,危及电机安全运行,有时甚至还会出现失步现象,系统无法运行。PMSM控制系统稳定运行控制都是建立在闭环控制基础之上的,因此如何获取转子位置和速度信号是整个系统中相当重要的一个环节。当前,在大多数调速驱动系统中,最常用的方法是在转子轴上安装位置传感器。但这些传感器增加了系统的成本,降低了系统的可靠性和耐用性。因此,在一些特殊及控制精度要求不很高的场合,无传感器控制将会得到广泛的应用。它通过测量电动机的电流、电压等可测量的物理量,通过特定的观测器策略估算转子位置,提取永磁转子的位置和速度信息,完成闭环控制。本文以无位置传感器PMSM控制系统作为研究对象,介绍了永磁同步电机的结构及其数学模型,详细地阐述了空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术的理论基础及其波形的产生机制,并对闭环控制策略进行了研究。鉴于数字信号处理器(DSP)TMS320LF2407控制芯片出色的性能和丰富的外设资源,使用该芯片设计了控制系统的硬件系统和软件系统,通过对整个控制系统的试验调试,实现了永磁同步电机的无位置传感器控制。 本文借助于MATLAB建立了永磁同步电机的仿真数学模型,并根据空间矢量脉宽调制的工作原理,构建了永磁同步电机调速控制系统的仿真模型。系统采用αβ定子静止坐标系下的数学模型,依据滑模变结构控制原理,对永磁电机的转子位置角θe和转速ωe进行实时在线估算,不断修正估算位置^θe,控制定子旋转磁场与转子磁场垂直并保持与转子同步旋转,实现电机的闭环调速运行。理论分析和仿真结果表明,所提出的永磁同步电机无传感器控制方法具有较强的鲁棒性和令人满意的性能。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:lw852826
交流电动机是一个多变量、高阶、强耦合的非线性系统,不象直流电机那样易于控制转矩,采用矢量控制技术可解决传统交流调速的难题,使交流电机可以按直流电机的控制规律来进行控制,而无传感器矢量控制技术由于可以省去速度传感器,使相应的交流调速系统变得简便、廉价和可靠,所以成为当前研究的热点,本论文工作就是这方面的一个尝试。 论文首先介绍了矢量控制技术的基本理论。对感应电动机在三相静止坐标系下强耦合和互感变参数的数学模型,通过坐标变换,导出感应电机在两相同步旋转坐标系下的数学模型,然后将同步坐标系按转子磁场定向,实现了对转子磁链和转矩的分别控制,从而可以按直流电机的控制规律来控制交流电机。 其次,论文基于同步轴系下的感应电动机电压磁链方程式,提出了一种感应电动机按转子磁场定向的矢量控制方法,利用在同步轴系中T轴电流的误差信号实现对电机速度的估算,这种速度估算方法结构简单,有一定的自适应能力。同时在该无传感器矢量控制系统中,由于采用了经典的PI调节器,使得控制系统更为简单易行。 论文利用MATLAB建立了该无传感器矢量控制系统的仿真模型。为提高系统的适应性和仿真结果的准确性,仿真模型采用了标么值系统,并考虑了控制周期和采样信号周期对仿真结果的影响。讨论了离散控制引起的相位补偿问题,使仿真结果更接近实际工程系统。 最后,通过仿真进一步验证了本文提出的无传感器矢量控制系统的正确性和可行性,也证明了速度估计模型对速度估计准确,且对参数的变化有较强的鲁棒性。
上传时间: 2013-06-02
上传用户:libinxny
介绍一种利用光电技术动态检测轨道不平顺的方法,装置安装在运营机车上,由线阵CCD传感器、红外线光源、轨道检测单元板、数据转储器和地面微机处理系统等部分组成。阐述了直接测量法原理、硬件电路、浮动二值化以
上传时间: 2013-05-23
上传用户:1966640071
以神东煤炭公司补连塔装车站的研制和使用为例, 介绍了快速定量装车系统的原理、功能设计和技术参数, 总结了其国产化研制中解决的主要问题。关键词: 自动装车; 称重传感器; 成套技术
上传时间: 2013-06-01
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