直接转矩控制技术(DTC)是继矢量控制技术之后交流调速领域中新兴的控制技术,它采用空间矢量分析的方法,直接在定子坐标系下计算并控制异步电机的转矩和磁链,采用定子磁场定向,直接对逆变器的开关状态进行最佳控制,从而能够快速而准确地控制异步电动机的转矩和磁链,以获得转矩的高动态性能。目前在高速离心机行业,普遍采用通用型变频器,其通用性好,但参数较多,价格较贵,为了降低成本增强控制性能,本文利用直接转矩控制技术的优点,采用直接转矩控制策略设计并制作了针对高速离心机的专用变频器。 本文介绍了异步电动机和逆变器的基本数学模型,分析了异步电机直接转矩控制的基本原理,以及直接转矩控制系统的基本组成,对直接转矩控制系统进行了仿真研究,建立了基于MATLAB/Simulink的仿真系统,介绍了仿真模型的各组成部分,包括3/2变换、定子磁链、电机转矩观测模型、转矩调节器、磁链调节器、扇区判断、开关表选择等,给出了系统加减负载和加减转速仿真结果,仿真结果表明了其磁链轨迹近似为圆形,系统具有良好的动态和稳态性能,同时证明了建立的转矩和磁链观测模型以及控制算法的正确性和可行性。根据仿真实现方法以及结果的指导,设计并制作了整个系统的硬件电路,包括主电路(单相整流、滤波、制动电路、启动限流电路、逆变电路)、控制电路(DSP、驱动隔离放大、采样)并对各器件进行选型,给出了硬件各部分电路图;最后介绍了系统的软件流程以及各模块的程序实现,系统的软件部分采用C语言进行编程,实现了定子相电流的采样、定子相电压的计算、定子磁链的计算和开关信号的输出等功能。在分别对硬件和软件各部分进行调试后,进行了系统的联合调试,以TMS320F2808作为控制器,在一台功率为1.5KW的交流异步电机上实现了直接转矩控制。
上传时间: 2013-05-31
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变频器在各行各业中的各种设备上迅速普及应用,已成为当今节电、改造传统工业、改善工艺流程、提高生产过程自动化水平、提高产品质量以及推动技术进步的主要手段之一,是国民经济和生活中普遍需要的新技术。但是现有变频器的调制算法尚存在一些缺点,如开关损耗大和共模电流大等,因此有必要研究和设计高性能调制算法的变频控制器。鉴于此,开展了以下工业变频器高性能调制算法为对象的研究内容: 在阐述了工业变频器系统的结构、调制算法、调速算法的基础上,结合数学模型,分析了共模电压产生的原理、共模电流其影响和危害,给出了共模电压和共模电流的关系。总结其他的抑制共模电压的方案基础上,提出一种新的共模电压抑制SVPWM;还阐述了死区产生的原因及其影响,以及死区补偿的原理并将上述两个调制算法利用MATLAB/SIMULINK软件对该系统给予了全面的仿真分析。 变频器硬件部分设计包括整流滤波电路、逆变器功率电路、上电保护电路、DSP控制系统及其外围电路、IGBT驱动及保护电路以及反激式开关电源,对于传感器检测滤波电路的具体电路参数设计,是在PSPICE上仿真基础上得出。并在考虑成本、EMC、效率等因素后考虑完成了所有硬件相关的原理图绘制和PCB绘制; 变频器软件部分设计包括主程序、键盘扫描程序、系统状态处理程序、PWM发送中断程序、电机启动函数、电压调整程序、AD采样中断程序以及故障保护中断程序。在实现一般SVPWM的基础上,根据之前理论和仿真得到的共模电压抑制SVPWM、以及死区补偿算法,将这两个对SVPWM进行改进的调制算法在硬件平台上实现。 在硬件电路完成设计的各个阶段,逐渐编制相应的控制程序,并进行调试,并完成整个程序的编制和调试。此外,还调试了系统所需的反激式开关电源。整个系统调试中遇到了很多问题,如键盘消除抖动问题、共模电压抑制SVPWM出现的直通现象等。最终完成了工业变频器样机,并且采用的是文章中研究的调制算法,效果良好,达到设计的目的; 提出了一种将有源功率因数校正(PFC)技术引用到串级调速中来提高定子侧功率因数的新方法。通过建立电动机折算到转子侧的等值电路,重点分析了有源PFC技术代替传统串级调速系统中的不控整流桥后,系统可以等效为转子串电阻调速。得到了等效串电阻的计算公式和变化趋势,对电动机功率因数、电磁转矩脉动也进行了分析,发现能够比传统串级调速时有所提升。鉴于电动机转子侧电势频率非常低,分析了有源PFC的具体实现的特殊考虑和参数选取方法,并基于对称平衡的Scott变压器和两个单相有源PFC电路实现了绕线电动机转子侧的三相有源低频PFC,得到超低纹波的直流输出电压。利用MATLAB建立了完整的仿真平台,所得结果验证了理论分析的正确性。
上传时间: 2013-07-09
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本文致力于可并联运行的斩控式单相交流斩波变换器的研究。交交变换技术作为电力电子技术一个重要的领域一直得到人们的关注,但大都将目光投向AC-DC-AC两级变换上面。AC/AC直接变换具有单级变换、功率密度高、拓扑紧凑简单、并联容易等优势,并且具有较强扩展性,故而在工业加热、调光电源、异步电机启动、调速等领域具有重要应用。斩控式AC/AC 电压变换是一种基于自关断半导体开关器件及脉宽调制控制方式的新型交流调压技术。 本文对全数字化的斩控式AC/AC 变换做了系统研究,工作内容主要有:对交流斩波电路的拓扑及其PWM方式做了详细的推导,着重对不同拓扑的死区效应进行了分析,并且推导了不同负载情况对电压控制的影响。重点推导了单相Buck型变换器和Buck-Boost 变换器的拓扑模型,并将单相系统的拓扑开关模式推导到三相的情况,然后分别对单相、三相的情况进行了Matlab仿真。建立了单相Buck 型拓扑的开关周期平均意义下的大信号模型和小信号模型,指导控制器的设计。建立了适合电路工作的基于占空比前馈的电压瞬时值环、电压平均值环控制策略。在理论分析和仿真验证的基础上,建立了一台基于TMS320F2808数字信号处理器的实验样机,完成样机调试,并完成各项性能指标的测试工作。
上传时间: 2013-04-24
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安川变频器的大功率逆变电路很有特色,它没有采用负电源,值得大家学习。
上传时间: 2013-07-28
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对小型逆变MIG焊机中出现的电流畸变问题进行了分析。为了抑制电网谐波电流和提高焊机的功率因数,提出了一种单相有源功率因数校正(APFC)方案,并介绍了其工作原理,通过调试和实验验证了所提方案的可行性。
上传时间: 2013-10-29
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IR2110是IR公司的桥式驱动集成电路芯片,它采用高度集成的电平转换技术,大大简化了逻辑电路对功率器件的控制要求,同时提高了驱动电路的可靠性[1]。对于我设计的含有ZCS环节的单相光伏逆变电路中有6个IGBT,只需要3片芯片即可驱动,通过dsp2812控制实现软开关和逆变的功能,同时只需要提供3.3 V,12 V的基准电压即可工作,在工程上大大减少了控制变压器体积和电源数目,降低了产品成本,提高了系统可靠性。
上传时间: 2014-01-05
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变频器是由主回路和控制回路两大部分组成的(见图1);主回路由整流器(整流模块)、中间电路(滤波电路)和逆变器(大功率晶体模块)三个主要部分组成,控制回路则由单片机、驱动电路和光电隔离等电路组成。(1)整流器它与单相或三相交流电源相连接,产生脉动的直流电压(2)中间电路的三种作用
上传时间: 2013-12-05
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光伏逆变电源并网运行时本质上为电流源。其输出电流滤波不但会对电网产生严重的谐波污染,同时其输出电流锁相不精确会降低系统的转化效率。针对以上问题,采用电流瞬时值和电流有效值双闭环控制策略实现对输出电流波形的控制;研制一种具有尖峰抑制作用的LCL 滤波器,通过对其数学模型的幅频分析说明了其良好的滤波特性;设计了一种软件锁相环,并在此基础上通过α 角的修正实现了精确可靠地锁相。实验结果验证了设计的合理性和正确性,实现了单位功率因数输出正弦波电流。
上传时间: 2013-11-18
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单相桥式逆变电路为例:S1~S4是桥式电路的4个臂,由电力电子器件及辅助电路组成。S1、S4闭合,S2、S3断开时,负载电压uo为正S1;S1、S4断开,S2、S3闭合时,uo为负,把直流电变成了交流电。改变两组开关切换频率,可改变输出交流电频率。图5-1 逆变电路及其波形举例电阻负载时,负载电流io和uo的波形相同,相位也相同。阻感负载时,io滞后于uo,波形也不同(图5-1b)。t1前:S1、S4通,uo和io均为正。t1时刻断开S1、S4,合上S2、S3,uo变负,但io不能立刻反向。io从电源负极流出,经S2、负载和S3流回正极,负载电感能量向电源反馈,io逐渐减小,t2时刻降为零,之后io才反向并增大 (2)换流方式分类换流——电流从一个支路向另一个支路转移的过程,也称换相。开通:适当的门极驱动信号就可使其开通。关断:全控型器件可通过门极关断。半控型器件晶闸管,必须利用外部条件才能关断,一般在晶闸管电流过零后施加一定时间反压,才能关断。研究换流方式主要是研究如何使器件关断。本章换流及换流方式问题最为全面集中,因此在本章讲述1、器件换流利用全控型器件的自关断能力进行换流(Device Commutation)。2、电网换流由电网提供换流电压称为电网换流(Line Commutation)。可控整流电路、交流调压电路和采用相控方式的交交变频电路,不需器件具有门极可关断能力,也不需要为换流附加元件。3、负载换流由负载提供换流电压称为负载换流(Load Commutation)。负载电流相位超前于负载电压的场合,都可实现负载换流。负载为电容性负载时,负载为同步电动机时,可实现负载换流。
上传时间: 2013-10-15
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摘要:介绍了一种基于MOTOROLA公司生产的68HC908MR16单片机的光伏正弦波逆变电源。该系统应用SPWM技术将经太阳电池阵压,逆变为标准的正弦单相220V、50Hz交流电压,同时采用新型的数字式PI调节器实现稳压控制,并通过与外界键盘监控系数调节和系统监控。关键词:光伏逆变;MR16单片机;PI调节器;串行通信
上传时间: 2013-11-09
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