基于DSP的能量回馈型交流电子负载的研究
- 格式:pdf
- 大小:447.01 KB
- 文档页数:3
技术创新中文核心期刊《微计算机信息》(嵌入式与SOC)2007年第23卷第12-2期360元/年邮局订阅号:82-946《现场总线技术应用200例》DSP开发与应用1引言伺服电机受电运行时,是以电动机的方式运行,从电网吸收能量;伺服电机制动过程中,是以发电机的方式运行,往外反向输出能量。
如何将伺服电机在运行过程中快速制动和频繁正反转时所产生的再生能量加以回收利用,对于节能有很大价值。
当今最常用的解决方案是利用电力电子技术,将半控型晶闸管器件用于整流、逆变电路,以控制导通角的方式,把电机制动时的再生能量逆变送回电网。
这种技术相当成熟,但存在诸多缺点:首先,由于采用半控型晶闸管器件,若逆变角控制不当,或晶闸管发生故障、触发电路工作不可靠、换相裕量角不足等,均易导致逆变过程失败。
其次,晶闸管相控整流电路位移因数、基波因数较低,导致电网电能波形畸变严重,波形中的谐波分量较大,电路功率因数很低,大大降低了再生电能的回馈质量。
本文论述的是把SPWM技术应用于由MOSFET、IGBT等全控型器件组成的整流逆变电路,通过TMS320F2812DSP芯片及其外围器件构成控制和反馈电路,将伺服电机再生能量回馈电网。
SPWM的基本思想是使输出控制信号的脉冲宽度按正弦规律变化,这样的调制技术能有效地抑制输出电压中的低次谐波分量。
TMS320F2812DSP是TI公司推出的一种适于逆变器和电机控制的芯片,集实时处理能力和控制器外设功能于一身。
高性能的处理器,具有运算精度高、速度快、集成度高等特点,这为提供高质量的SPWM控制信号提供了很好的解决方案。
因此,通过对PWM整流逆变电路的适当控制,可以使输入信号非常接近正弦波,且电流和电压信号同相或反相,功率因数近似为1。
这对于抑制电网谐波、提高电网功率因数和电能回馈质量非常有效,这是常规的半控型晶闸管采用导通角控制方式无法比拟的。
2系统工作原理系统控制原理见图1。
该系统主回路器件包括电抗器、浪涌抑制器、三相全桥整流器、储能电容Uc、IGBT电压型逆变器、前置滤波器等,外围控制电路包括IGBT驱动电路、DSP中央处理器、电流电压信号检测、故障检测、外部电源和外部时钟等部分。
DSP控制的能量回馈型交流电子负载设计张厚升;赵艳雷【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2011(31)12【摘要】AC electronic load is a kind ol power electronic equipment used to simulate real impedance load fixed or variable. An energy-feedback-type AC electronic load is designed with two-stage PWM converter for testing AC power supply. The working principle of AC / DC / AC converter is analyzed and a decoupling control strategy is put forward for it:the single HCC(Hysteresis Current Control) is applied for the first stage PWM converter to simulate the load characteristics and the voltage-current dual closed-loop control is applied for the second stage PWM converter to feed energy back. The modified software-hardware combined phase locked tracking is proposed to improve its accuracy. The experimental results show that,the designed HCC simulates the electronic load as specified impedance and feeds the test energy back with unity power factor at input port effectively and accurately.%交流电子负载是可以模拟传统真实阻抗负载的电力电子装置,它能模拟一个固定或变化的负载.采用2级PWM变换器设计了一种适用于各种交流电源试验的能量回馈型交流电子负载,根据主电路的2级AC/DC/AC变换结构,分析了其工作原理,并提出了将2级PWM变换器分开控制的方案,前级PWM变换器采用单电流滞环控制实现负载特性模拟功能,后级PWM变换器采用电压、电流双闭环控制实现能量回馈功能.在锁相跟踪控制中,提出了一种软硬件相结合的改进方法.实验结果表明,所设计的滞环电流控制方法是有效的,输入端能准确地模拟设定阻抗值且实验能量以单位功率因数回馈电网.【总页数】4页(P110-113)【作者】张厚升;赵艳雷【作者单位】山东理工大学电气与电子工程学院,山东淄博255049;山东理工大学电气与电子工程学院,山东淄博255049【正文语种】中文【中图分类】TM46【相关文献】1.一种能量回馈型交流电子负载重复控制策略 [J], 王少坤2.大功率能量回馈型交流电子负载及其在电力系统动模实验中的应用 [J], 赵剑锋;潘诗锋;王浔3.能量回馈型单相交流电子负载的研究 [J], 贾月朋;任稷林;祁承超;贾月颖4.基于DSP的能量回馈型交流电子负载的研究 [J], 杨超;龚春英5.单周控制在能量回馈型电力电子负载后级应用 [J], 孙刚; 孙进; 龙厚涛因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于DSP的电力电子技术在电气车辆中的应用研究随着环保意识的提高和对能源的需求不断增长,电动车已经逐渐成为了人们出行的首选。
而电力电子技术作为电动车中不可或缺的部分,其在电动车中的应用是至关重要的。
本文将重点探讨基于数字信号处理器(DSP)的电力电子技术在电动车中的应用研究。
一、电力电子技术在电动车中的地位和作用电力电子技术是指在电能的控制、转换和管理方面的一种应用技术。
在电动车中,电力电子技术起到了至关重要的作用。
首先,电力电子技术可以实现电能的高效转换,将电池储存的直流电能转换为电动机所需要的交流电能。
其次,电力电子技术可以有效地控制电能的流动,实现电动车的动力和制动控制。
除此之外,电力电子技术还可以提供稳定可靠的电源,保证电动车在不同工况下的正常运行。
二、基于DSP的电力电子技术在电动车中的应用现状目前,基于DSP的电力电子技术在电动车中已经得到了广泛应用。
首先,DSP 可以用于电动车的控制系统,实时采集和处理电动车的各种数据,如速度、转速等,并根据这些数据来控制电动车的驱动和制动系统。
其次,DSP还可以用于电动车的电池管理系统,实时监测电池的电量和健康状况,并提供相应的保护措施,以延长电池的使用寿命。
此外,DSP还可以应用于电动车的充电桩控制系统、电动机控制系统等方面。
三、基于DSP的电力电子技术在电动车中的创新应用除了以上已经应用的领域,基于DSP的电力电子技术还有一些创新应用值得探索。
首先,可以将DSP应用于电动车的能量回收系统,通过对制动能量的收集和储存,提高电动车的能源利用率。
其次,可以将DSP应用于电动车的智能充电系统,根据电动车的充电需求和电网的负荷情况,实现智能调度和优化控制。
此外,基于DSP的电力电子技术还可以应用于电动车的无线充电系统、车载储能系统等方面。
四、基于DSP的电力电子技术在电动车中面临的挑战和解决方案随着电动车市场的快速发展,基于DSP的电力电子技术在电动车中也面临一些挑战。
基于DSP的电动汽车能量回馈制动系统的设计与实现的开题报告一、选题背景随着电动汽车的迅速发展,驱动系统的优化需求也日益增加。
其中,回馈制动系统能够最大限度地利用广泛的制动能量,有助于提供更高效的能量利用和更加优秀的驾驶体验。
尤其是在城市驾驶场景中,能量回馈制动系统能够显著的提高电池的续航能力和车辆的使用寿命。
二、选题意义本研究旨在设计基于DSP的电动汽车能量回馈制动系统,并开发出实现这一目标的基本框架。
研究成果将为该领域的专业人士提供有用的参考和想法,并为相关领域的学者和工程师提供有价值的研究方向和成果。
三、选题目的本研究的主要目标是:1.设计基于DSP的电动汽车能量回馈制动系统的基本框架;2.实现能量回馈制动系统的功能,以最大限度地利用车辆制动的能量;3.评估所设计的系统的性能和有效性。
四、研究方法和技术路线本研究所采用的方法包括:1.研究和了解现有的电动汽车回馈制动系统和其工作原理;2.开发DSP控制器和相关的检测和控制电路;3.设计能量回馈制动系统的算法和程序;4.测试和验证开发的系统,评估其性能和有效性。
五、预期结果本研究的预期结果包括:1.设计基于DSP的电动汽车能量回馈制动系统的基本框架;2.实现能量回馈制动系统的基本功能,以最大限度地利用车辆制动的能量;3.经过测试和评估,评估所设计的系统的性能和有效性;4.能够提供重要的研究成果和发现,为相关领域的研究和发展提供有用的参考和方向。
六、可行性分析本研究的可行性分析包括:1.相关领域的基础研究和技术已经相对成熟和完善;2.实验所需的硬件和软件工具已经较为成熟,并很容易可以获得;3.相关研究经费可以得到资助。
七、参考文献1. 邹昌洲. 基于DSP控制的电动汽车能量回馈制动系统设计[J]. 中国汽车, 2015(2): 32-34.2. 赵波, 张同成. 电动车能量回馈制动技术研究综述[J]. 汽车电子技术, 2016(10): 38-41.3. 王珂, 张风利, 王瑞洲. 电动汽车能量回馈制动系统研究[J]. 电力电子技术, 2013, 47(12): 22-26.。
基于DSP的能量回馈技术在电动汽车中的应用研究郭丽;陈秋水【摘要】为解决电池能量的过度充电对电池寿命产生损坏,以及电池在汽车低速运用和停车等待过程中能量损耗等问题,论文提出一种基于DSP的能量回馈技术,旨在降低电池过度损耗,延长电池寿命,节约能源等功效.文中详细讨论了该技术的原理、控制算法和硬件设计.通过实验表明,该技术能有效地解决电池老化过快和节约能源等问题,是一种有效和使用的方法.【期刊名称】《机电产品开发与创新》【年(卷),期】2016(029)006【总页数】3页(P100-102)【关键词】电池寿命;能量回馈;节能;DSP【作者】郭丽;陈秋水【作者单位】绵阳市维博电子有限责任公司,四川绵阳621000;云南昆船电子设备有限公司,云南昆明650236【正文语种】中文【中图分类】TB47电动汽车凭借其零污染的特征,深受大众的青睐,但电动车辆却没有得到广泛推广和使用,其原因主要是性能无法和普通燃油车相比,续驶里程不足、动力性能不好是电动车最大的技术问题。
针对电动车面临的技术瓶颈,本文采用能量回馈的技术最大限度地回收能量,减少电动汽车刹车制动时的能量消耗,以增加续驶里程,合理的利用电机再生发电,从而提高电动车的车用电池能量密度,提高能量的利用效率,提高车辆的制动性能。
时,电池将会提供剩余的制动电流,二者电流之和共同消耗在制动电路的制动电阻上,此时电机工作在能量制动状态;当电机的反电动势能够提供所需的制动电流时,电流将流向电池,电机工作在能量回馈状态。
永磁同步电机制动控制器的控制策略一般分为两种控制形式:能量回馈制动和能量消耗制动。
他们的工作原理如下:当电机的反电动势不足以提供所需的制动电流能量消耗制动控制原理:当电动机工作于制动或减速状态,电机系统中所储存的机械能通过电动机转换成电能,同时被回馈到变频器直流侧电容C45中,使直流侧电压升高,产生泵升电压。
特别是快速起、制动和频繁正、反转的调速系统,短时间内有很大的能量回馈,产生很高的泵升电压,若不及时释放这部分能量,则势必会引起变频器过压保护动作或造成主回路功率器件的过压损坏,为了抑制这个电压的上升,若采用增大电容值的办法,则势必使变频器体积过于庞大,同时增加过多的成本。
基于DSP的变频器能量回馈单元的设计与实现
郭奕杉;刘牮;马旭
【期刊名称】《信息技术》
【年(卷),期】2018(42)12
【摘要】对于传统的变频器而言,电机在处于制动状态时产生的再生电能往往无法被有效回馈到电网进行利用.为了避免产生过高的泵升电压,提高变频器的节能性能,设计了一种基于固定开关频率SPWM算法的能量回馈单元.介绍了能量回馈单元工作的原理,并通过理论推导出控制算法的公式.以TMS320F28062 DSP为核心构造硬件电路,完成能量回馈实验.最后实验波形表明设计不但可以实现变频器的能量回馈,而且性能良好,有广阔的市场前景.
【总页数】6页(P41-46)
【作者】郭奕杉;刘牮;马旭
【作者单位】上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093
【正文语种】中文
【中图分类】TM464
【相关文献】
1.基于DSP和IPM技术的平网印花机印花单元专用变频器的设计 [J], 李鹏飞;景军锋;王晓华
2.基于TMS320F2811的变频器能量回馈系统的设计与实现 [J], 简嘉亮;肖兵
3.基于DSP与FPGA的单元级联型高压变频器装置 [J], 郭浪千;朱俊杰
4.基于dsPIC的线切割专用变频器的设计与实现 [J], 李小琴;程威龙
5.基于DSP的门机变频器系统硬件的设计与实现 [J], 唐美玲
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
收稿日期:2009-05-14;修回日期:2009-08-29基金项目:广西研究生教育创新计划资助项目(2008105940814M03)作者简介:王子剑(1980-),男,河南安阳人,硕士研究生,研究方向为电子负载研究;孔 峰,教授,研究方向为神经网络。
基于DSP 的数字电子负载控制器设计王子剑,孔 峰(广西工学院电子信息与控制系,广西柳州545006)摘 要:为改善传统的电子负载的可靠性和适应性差的问题,设计了一种基于DSP 的高速数字控制器。
该控制器利用数字PID 控制的优点,以定点32位DSPTMS320L F2812为控制环的数字电子负载,具有根据设定值快速调整负载电压和电流的特点,较好地满足了测试系统快速性和稳定性的要求,不仅精度有了一定的提高,而且提高了电子负载控制系统的稳态和动态特性。
试验结果表明,采用DSP 作为控制器的数字电子负载,更适合于对控制性能要求较高的电源测试场合,具有广阔的应用前景。
关键词:TMSL F3202812;数字PID 控制器;电子负载;D/A中图分类号:TP311;TP202 文献标识码:A 文章编号:1673-629X (2010)02-0241-04Design of Digital E -Load Controller B ased on DSPWAN G Zi 2jian ,KON G Feng(Dept.of Electronic Information and Control Engineering ,Guangxi University of Technology ,Liuzhou 545006,China )Abstract :To improve poor reliability and adaptability of the traditional electronic load ,design a DSP -based high -speed digital con ing the advantages of digital PID control ,the digital electronic load based on 32-bit fixed -point DSP TMS320L F2812,has the characteristics of rapid adjustment in accordance with the load voltage and current according to settings.Better meet the test system speed and stability of the requirements ,not only have some improvement in accuracy ,but also improve the system steady -state and dy 2namic characteristics.Test results show that the use of DSP as a controller of the digital electronic load ,in the occasions with higher de 2mand of control capability ,which has a potential value for application.K ey w ords :TMSL F3202812;digital PID controller ;E -Load ;D/A0 引 言电源在研发生产过程中或产品出厂前都需要进行负载试验以检验电源的电气性能和输出能力,负载的好坏直接影响试验的效率和精度。
基于DSP的电力电子技术研究电力电子技术是一门应用广泛的领域,它通过研究和应用电子器件和系统,使电能能够以高效率、可控、稳定的方式进行转换、传输和分配。
近年来,随着数字信号处理(DSP)技术的发展和应用,基于DSP的电力电子技术得到了广泛关注和研究。
本文将探讨基于DSP的电力电子技术的研究现状、应用和发展趋势。
一、背景介绍电力电子技术是电力系统中的重要组成部分,它涉及到电能转换、调节和控制等方面。
传统的电力电子技术主要依赖于模拟控制和硬件设计,但随着计算机技术和数字信号处理(DSP)技术的发展,基于DSP的电力电子技术开始崭露头角。
二、DSP在电力电子技术中的应用1. 数字信号处理器(DSP)的优势数字信号处理器(DSP)是一种专门用于数字信号处理的微处理器。
相比于传统的模拟信号处理器,DSP在处理速度、精度和算法复杂度方面具有明显优势。
在电力电子技术中,DSP可以用来处理和分析电力信号、控制电力装置,实现高效能量转换和优化控制。
2. 电力电子变换器的DSP控制电力电子变换器是电力电子技术的核心设备之一,其主要作用是将输入电源的电能转换为需要的输出电能,例如直流/交流变换器、交流/交流变换器等。
利用DSP控制电力电子变换器可以实现对输出电压、频率和电流的精确调节和控制,提高能源利用效率和系统稳定性。
3. DSP在电力系统中的应用数字信号处理(DSP)技术在电力系统中的应用日益广泛,如智能电网、电力质量监测、电力调度等领域。
通过利用DSP技术,可以实时监测电力系统的运行状态和负载特性,进行负荷预测和优化调度,提高电力系统的可靠性和效率。
三、基于DSP的电力电子技术的挑战和发展趋势随着电力电子技术的不断发展,基于DSP的电力电子技术面临着一些挑战。
首先,DSP硬件性能的限制可能会限制其在高功率和高频率电力电子设备中的应用。
其次,电力电子系统的稳定性和可靠性对DSP算法的实时性和鲁棒性提出了更高的要求。
基于DSP的数字电子负载控制器设计
王子剑;孔峰
【期刊名称】《计算机技术与发展》
【年(卷),期】2010(020)002
【摘要】为改善传统的电子负载的可靠性和适应性差的问题,设计了一种基于DSP 的高速数字控制器.该控制器利用数字PID控制的优点,以定点32位
DSPTMS320LF2812为控制环的数字电子负载,具有根据设定值快速调整负载电压和电流的特点,较好地满足了测试系统快速性和稳定性的要求,不仅精度有了一定的提高,而且提高了电子负载控制系统的稳态和动态特性.试验结果表明,采用DSP作为控制器的数字电子负载,更适合于对控制性能要求较高的电源测试场合,具有广阔的应用前景.
【总页数】4页(P241-244)
【作者】王子剑;孔峰
【作者单位】广西工学院,电子信息与控制系,广西,柳州,545006;广西工学院,电子信息与控制系,广西,柳州,545006
【正文语种】中文
【中图分类】TP311;TP202
【相关文献】
1.一种基于DSP的数字电子负载设计方法 [J], 王子剑;孔峰
2.基于DSP的单相全桥逆变数字控制器设计与实现 [J], 张晓力;叶晓剑;王嵩;廉小
亲;段振刚
3.基于DSPIC数字控制器的LLC谐振变换器设计 [J], 刘江华;王国建;李晓燕;齐怀轩
4.基于DSP的数字励磁控制器的设计与开发 [J], 赵东杰;徐金榜;沈安文
5.基于TMS320F28335DSP的磁悬浮轴承数字控制器的研究与设计 [J], 郭凯旋;徐龙祥
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于DSP的变频器能量回馈单元的设计与实现摘要:对于传统的变频器而言,电机在处于制动状态时产生的再生电能往往无法被有效回馈到电网进行利用。
为了避免产生过高的泵升电压,提高变频器的节能性能,设计了一种基于固定开关频率SPWM算法的能量回馈单元。
介绍了能量回馈单元工作的原理,并通过理论推导出控制算法的公式。
以TMS320F28062DSP为核心构造硬件电路,完成能量回馈实验。
最后实验波形表明设计不但可以实现变频器的能量回馈,而且性能良好,有广阔的市场前景。
关键词:能量回馈;电流控制;SPWM;数字信号处理引言变频器凭借电机控制性能优越性,正逐步广泛应用于工业变频传动系统。
但是根据中国电器工业协会变频器分会的研究,目前传统的变频器应用变频器回馈能量技术的却并不多,电机在制动过程中产生的大量电能通过制动电阻以热能的形式被白白浪费,且会影响变频器自身的制动性能。
随着能量回馈研究的不断进行,许多能源回馈技术被提出。
综合考虑成本与结构的复杂性,本文提出了一种以DSP(TMS320F28062)为内核的采用固定开关频率的SPWM(正弦脉宽调制)控制算法能量回馈单元,较之于过去主控单元采用单片机实现SPWM波的做法,TMS320F28062能够更快的进行浮点运算、处理中断服务和实时任务,对于A/D数据的采样也可以达到更高的精度。
硬件部分采用集成芯片代替多个运放模块实现相同功能,最大程度减小实际体积。
1.能量回馈单元的实现原理与组成能量回馈单元的实质就是一个有源逆变器,其主回路主要包括由IGBT组成的三相半桥,输出滤波电感L以及直流侧输入滤波电容C等,拓扑结构图如图1所示图1 能量回馈单元主回路拓扑图在上述拓扑图中Udc为直流母线电压,D1~D6为在并联IGBT两端的反向二极管,其目的主要是缓冲PWM过程中产生的无功电能。
Sa,Sb,Sc为IGBT的开关函数,L为输出滤波电感,R为传输线的等效电阻,ia、ib、ic为输出电流。
基于DSP的电子负载技术文献汇总
电子负载的原理是控制内部功率MOSFET 或晶体管的导通量(量占空比大小),靠功率管的耗散功率消耗电能的设备,它能够准确检测出负载电压,精确
调整负载电流,同时可以实现模拟负载短路,模拟负载是感性阻性和容性,容
性负载电流上升时间。
一般开关电源的调试检测是不可缺少的。
本文介绍基于DSP 的电子负载设计及实现,供大家参考。
基于DSP 的电子负载----研究意义及名词解释
由电阻、电感、电容、晶体管和集成电路组成的电力电子负载可以在输入端
模拟线性、非线性和特殊负载的电特性,达到对被测设备各种电特性的测试目的。
同时将电力电子技术和微机控制技术引入负载装置,设计成数字电子负载,建立相应的软件操作界面,不但可以实现传统静态负载的一些基本功能,而且
可以在原有负载的基础上通过升级软件,实现更多的功能。
基于DSP 的电子负载----电子负载系统分析
基于DSP 的电子负载----电子负载系统设计方案
基于DSP 的电子负载----硬件和软件功能的分配和协调
电子负载能替代传统的电阻性负载,尤其对吸收恒定电流或以恒定电压吸收
电流,或电压、电流都要在设定范围突变等传统方法不能解决的领域里。
基于DSP 的电子负载----功率电路设计和采样电路设计
电子负载系统的核心控制器选用了德州TI 公司DSP 控制器2000 系列里的TMS320LF2812.TMS320LF2812 是179 引脚的球形网格封装和176 脚低剖面西线芯扁平封装,所有引脚电平与TTL 电平兼容,引脚的输出均为3.3V 的CMOS 电平,最大输入承受电压为5V。
基于DSP 的电子负载----电子负载控制器的设计。
熙塑蛆基于D SP F2812的能量回馈调速系统孙幸成1冯涛1王亚玲2(1.石家庄铁道学院,河北石家庄050000;2.石家庄法商职业学院,河北石家庄050000)喃耍]节能调速系统是基于电机专用控制D s P控制器一TM S320F2812"没'/-]-6h,主电路由互相不可控整流桥、智能功率模次I晰和有源逆变装显组成。
采用电流转速双闲环矢量控制方式进行调速,对有源逆变装置采用电压和电流内环相结合的双l苟环串级控剌方式,对功率因擞进行枝正,实现能量回馈,节省能源。
睽罐词]变频调速;D S P控制器;I PM;功率因数校正在全球经济高速发展的过程中,能源问题始终是一个令人关注的主题。
作为能源消耗头户之一的电机在节能方面是大有潜力的,电机系统在节能方面将有很大的发展空间,当电动机减速时,处于发电机状态,这部分能量在调速过程中浪费了。
随着交流调速技术的不断发展,基于D SP的调速系统以其适用于能量转换效率高、能量能双向流动且使用方便而得到越来越广泛的应用。
尤其是功率因数校正技术的应用,方便实现了电网侧输入功率因数为1,消除了谐波污染。
将最新的电机专用控制器T M S320F2812和I PM运用于能量回馈调速系统中,不仅能实现实时调制空间矢量SV PW M和数字电流环,还可以大大地提高系统运行的可靠性、控制策略的灵活性及系统的控制精度。
1主电路及工作原理主电路由三相不可控整流桥6RI1O O E。
080,有源逆变装置、智能功率模块IPM和电丰门.组成,如图1所示。
为了实现能量回馈电网,必须在整流侧反并联一组逆变桥(有源逆变装置)。
有源逆变装置的开关元件采用绝缘栅双极功率晶闸管(I G BT)。
系统工作原理如下:1.1能量由三相交流电网流向电动机负载三相交流电源经不可控整流桥向中间直流环节的滤波储能电容充电,I PM在F2812的SV PW M控制下,将直流电逆变为三相交流电去驱动电动机。