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液力变矩器毕业论文叶片设计

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液力变矩器毕业论文叶片设计

液力变扭器亦称“液力变矩器”、“涡轮变扭器”、“动液变扭器”。液力传动部件的一种。由泵轮、涡轮和导向轮组成。泵轮同主动轴相连,能把主动轴输入的机械能依靠离心力的作用转换成液体的动能和压头,供涡轮做功之用。涡轮和从动轴相连,能把液体的动能和压头所含的能量由从动轴输出。

液力变扭器的原理:

液力变扭器有3个工作轮,即泵轮、涡轮和导轮。其中泵轮和涡轮的构造与液力耦合器基本相同;导轮则位于泵轮和涡轮之间,并与泵轮和涡轮保持一定的轴向间隙,通过导轮固定套固定于变速器壳体。发动机运转时带动液力变扭器的壳体和泵轮与之一同旋转,泵轮内的液压油在离心力的作用下,由泵轮叶片外缘冲向涡轮。

并沿涡轮叶片流向导轮,再经导轮叶片流回泵轮叶片内缘,形成循环的液流。导轮的作用是改变涡轮上的输出扭矩。由于从涡轮叶片下缘流向导轮的液压油仍有相当大的冲击力,只要将泵轮、涡轮和导轮的叶片设计成一定的形状和角度,就可以利用上述冲击力来提高涡轮的输出扭矩。

机械工程硕士论文题目

机械工程硕士论文题目已经为大家整理好了,各位同学们,请看下面吧!

1、车载液压机械臂动态设计与研究

2、基于网络模型的复杂机电系统可靠性评估

3、螺纹联接自动装配系统的研究

4、轴承压装仿真与试验以及液力变矩器导轮的热装配变形分析研究

5、硫系自润滑钢中原位自生金属硫化物自润滑相的形成机制与控制方法

6、基于电动气旋流的吸附器的开发和特性研究

7、动圈式比例电磁铁关键技术研究

8、箱式风机管道法兰的柔性制造系统

9、六自由度运动平台优化设计及动态仿真研究

10、面向恶劣服役环境的工件抗缺陷结构优化设计方法及其应用

11、基于数字液压缸组的多浮力摆波能装置压力平衡研究

12、具有运动控制功能的电液比例阀控制器研究

13、微型轴承内圆磨削加工的质量监控系统研究

14、抗负载波动回转控制阀优化设计研究

15、气浮式无摩擦气缸静动态特性研究

16、模拟风力机载荷的电液加载装置的设计研究

17、用于扩散吸收式热变换器的气泡泵性能实验研究

18、脂肪醇聚氧乙烯醚与三乙醇胺硼酸酯水溶液的摩擦学性能研究

19、表面织构化固体润滑膜设计与制备技术研究

20、双压力角非对称齿轮承载能力的影响因素研究及参数优化

21、全电液式多路阀自动测试系统设计与实现

22、开关液压源系统研究分析及其试验系统的设计与搭建

23、飞轮储能系统电机与轴系设计

24、面向不完全数据的疲劳可靠性分析方法研究

25、树木移植机液压系统的'设计研究

26、新型双输出摆线减速器的设计与分析

27、基于ARM9架构的工业喷码机研究与实现

28、超高压水射流破拆机器人液压系统设计与研究

29、考虑轴承影响的摆线针轮传动动力学研究

30、车辆传动装置供油系统设计方法研究

31、润滑油复合纳米粒子添加剂摩擦学性能的研究

32、高速气缸的缓冲结构研究

33、大长径比柔性对象自动送料关键技术研究

34、空间索杆铰接式伸展臂根部锁紧机构运动功能可靠性研究

35、基于能量梯度理论的离心压缩机固定元件性能改进研究

36、并联RCM机构构型综合及典型机构运动学分析

37、多自由度气动人工肌肉机械手指结构设计及控制

38、闸板位置对闸阀内部气固两相流及磨损的影响

39、电液伺服阀试验台测控系统的设计

40、多盘制动器加压装置典型结构设计及试验研究

41、重型多级离心泵穿杠螺母拧紧装置的设计

42、气动增压阀动态特性的仿真研究

43、小间隙下狭缝节流止推轴承特性研究

44、离心通风机的性能预测与叶片设计研究

45、基于有限元法的齿面修形设计

46、离心泵输送大颗粒时固液两相流场的数值计算

47、小流量工况下离心泵内部流动特性分析

48、双粗糙齿面接触时的弹流润滑数值分析

49、工程专用自卸车车架疲劳寿命分析

50、倾斜式带式输送机断带抓捕装置的研究

汽车液力变矩器的检测与维修论文

自动挡的汽车由于发动机和变速箱之间没有离合器,他们之间的连接是靠液力变矩器来实现的,液力变矩器的作用一是传递转速和扭矩、二是使发动机和自动变速箱之间的连接成为非刚性的以方便自动变速箱自动换挡。

自动挡的汽车由于发动机和变速箱之间没有离合器,他们之间的连接是靠液力变矩器来实现的,液力变矩器的作用一是传递转速和扭矩、二是使发动机和自动变速箱之间的连接成为非刚性的以方便自动变速箱自动换挡。

液力变矩器的特性可用几个外界负荷有关的特性参数或特性曲线来评价。描述液力变矩器的特性参数主要有转数比、泵轮转矩系数、变矩系数、效率和穿透性等。描述液力变矩器的特性曲线主要有外特性曲线、原始特性曲线和输入性曲线等。

相邻档位相互转换时,应该采取不同操作步骤的道理同样适用于移动齿轮换档的情况,只是前者的待接合齿圈与接合套的转动角速度要求一致,而后者的待接合齿轮啮合点的线速度要求一致,但所依据的速度分析原理是一样的。

变速器的换档操作,尤其是从高档向低档的换档操作比较复杂,而且很容易产生轮齿或花键齿间的冲击。为了简化操作,并避免齿间冲击,可以在换档装置中设置同步器。

惯性式同步器是依靠摩擦作用实现同步的,在其上面设有专设机构保证接合套与待接合的花键齿圈在达到同步之前不可能接触,从而避免了齿间冲击。

1、油温过高

油温过高表现为机器工作时油温表超过120°C或用手触摸感觉汤手,主要有以下几种原因:变速器油位过低;冷却系中水位过低;油管及冷却器堵塞或太脏;变矩器在低效率范围内工作时间太长;工作轮的紧固螺钉松动;轴承配合松旷或损坏;综合式液力变矩器因自由轮卡死而闭锁;导轮装配时自由轮机构化机构缺少零件。

液力变矩器油温过高故障的诊断和排除方法如下:出现油温过高时,首先应立即停车,让发动机怠速运转,查看 冷却系统 有无泄漏,水箱是否加满水;若冷却系正常,则应检查变速器油位是否位于油尺两标记之间。若油位太低,应补充同一牌号的油液;若油位太高,则必须排油至适当油位。如果油位符合要求,应调整机器,使变矩器在高效区范围内工作,尽量避免在低效区长时间工作。如果调整机器工作状况后油温仍过高,应检查油管和冷却器的温度,若用手触摸时温度低,说明泄油管或冷却器堵塞或太脏,应将泄油管拆下,检查是否有沉积物堵塞,若有沉积物应予以清除,再装上接头和密封泄油管。若触摸冷却器时感到温度很高,应从变矩器壳体内放出少量油液进行检查。若油液内有金属末,说明轴承松旷或损坏,导致工作轮磨损,应对其进行分解,更换轴承,并检查泵轮与泵轮毂紧固螺栓是否松动,若松动应予以紧固。以上检查项目均正常,但油温仍高时,应检查导轮工作是否正常。将发动机油门全开,使液力变矩器处于零速工况,待液力变矩器出口油温上升到一定值后,再将液力变矩器换入液力耦合器工况,以观察油温下降程度。若油温下降速度很慢,则可能是由于自由轮卡死而使导轮闭锁,应拆解液力变矩器进行检查。

2、供油压力过低

现象为:当发动机油门全开时,变矩器进口油压仍小于标准值。主要由以下几种原因引起:供油量少,油位低于吸油口平面;油管泄漏或堵塞;流到变速器的油过多;进油管或滤油网堵塞;液压泵磨损严重或损坏;吸油滤网安装不当;油液起泡沫;进出口压力阀不能关闭或弹簧刚度减小。

如果出现供油压力过低,应首先检查油位:若油位低于最低刻度,应补充油液;若油位正常,应检查进、出油管有无泄漏,若有漏油,应予以排除。若进、出管密封良好,应检查进、出口压力阀的工作情况,若进、出口压力阀不能关闭,应将其拆下,检查其上零件有无裂纹或伤痕,油路和油孔是否畅通,以及弹簧刚度是否变小,发现问题应及时解决。如果压力阀正常,应拆下油管或滤网进行检查。如有堵塞,应进行清洗并清除沉积物;如油管畅通,则需检查液压泵,必要时更换液压泵。如果液压油起泡沫,应检查回油管的安装情况,如回油管的油位低于油池的油位,应重新安装回油管。

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前言 随着科学技术的不断进步,汽车工业相应得到了迅速发展。如何快速而平稳地把发动机的动力传递到驱动车轮上,是影响汽车操纵方便性与平顺性的关键之所在,要想解决好这些问题,首先要了解自动变速器技术特别是液力变矩器等相关技术的发展。1.自动变速器技术的发展目前汽车所使用的自动变速器大致可分为三类[1]:一类是由液力变矩器、行星齿轮机构及电液控制系统组成的液力自动变速器[2];一类是由传统固定轴式变速箱和干式离合器以及相应的电-液控制系统组成的电控机械式自动变速器;另一类是无级自动变速器。1.1 液力自动变速器液力自动变速器其基本形式是液力变矩器与动力换挡的旋转轴式机械变速器串联。这种自动变速器的主要优点有[1]:液力变矩器的自动适应性使其具有无级连续变速及变矩能力,对外部负载有自动调节和适应性能,从根本上简化了操纵;液体传动本身特有一定的减振性能,能够有效地降低传动系的尖峰载荷和扭转振动,延长了传动系的寿命;汽车起步平稳,加速迅速、均匀、柔和;提高了乘坐舒适性与行驶安全性;车辆的通过性好。1.2 电控机械式自动变速器这是一种由普通齿轮式机械变速器组成的有级式机械自动变速器。机械式自动变速器是在普通固定轴式齿轮变速器的基础上,把选挡、换挡、离合器操纵及发动机油门操纵由控制器完成,代写毕业论文实现自动变速。基本控制思想是:根据汽车运行状况、路面情况和驾驶员的意图,依据事先制定的换挡规律、离合器接合规律及发动机油门变化规律,对变速器进行最佳挡位判断、离合器动作控制及发动机油门动作控制,实现发动机、离合器及变速器的联合操纵。由于机械式自动变速器是非动力换挡,变速器输出扭矩与转速变化比较大,易造成冲击比较大,以及换挡期间动力中断等缺点,必须对其进行改进,因此提出了扭矩辅助型机械自动变速器和双离合器式机械自动变速器。前者通过辅助齿轮机构来实现,后者使变速器相邻挡位的扭矩传递,分别受控于两个独立的离合器,这样可以实现动力不中断换挡。1.3 机械无级变速器前面提到的两种自动变速器都是有级或分段无级自动变速、无级变速器、带式无级变速器利用由许多薄钢片穿成的钢环,使其与两个锥轮的槽在不同的半径上“咬和”来改变速比,以达到无级变速的性能。它克服了前面两种自动变速器固有的齿轮传动比不连续和零件数量过多的缺点,具有传动比连续、传递动力平稳、操纵方便等特点,实现了无级变速。由于CVT 是摩擦传动,导致效率低,所使用的传动链制造技术难、加工精度要求较高,使用的材质要求更高,维修更是困难,对这些难点仍在继续攻关中。1.4 液力变矩器+AMT 的自动变速器将液力变矩器(TC)与固定轴机械式齿轮变速器(AMT)组合[2],得到一种新型的自动变速系统,即:TC+AMT。TC 与AMT 共同工作,不但具有AT 的优点,大大提高了军车的通过性、越野性操纵方便性,而且具有成本低与易制造的特点。在保证汽车动力性、燃油经济性、操纵方便性等特性外,还可以实现发动机、液力变矩器和机械式自动变速器合理匹配,找到最佳工作点,达到总体效果最佳,不仅越野性、通过性好、操纵方便,而且使影响乘坐舒适性的冲击度最小,具有良好的乘坐舒适性。是一种具有良好发展前途的自动变速器,世界各国正致力于此项技术的研究和开发。1.5 带闭锁与滑差的TC+AMT 的自动变速器液力变矩器具有的起步平稳、减振、通过性和乘坐舒适性好等优越性能,但最大的缺陷是效率低,为了提高液力变矩器的传动效率,而采用了闭锁与滑差技术。它是指在液力变矩器的泵轮与涡轮之间,安装一个可控制的离合器,当汽车的行驶工况达到设定目标时,控制离合器将泵轮与涡轮按设定的目标转速差传动(即滑差控制)或锁成一体(即闭锁控制),液力变矩器随之变为半刚性或刚性传动,这样做一方面提高传动效率[4]。闭锁后消除了液力变矩器高速比时效率的下降,理论上闭锁工况效率为1,从而使高速比工况效率大大提高;另一方面,在液力传动向机械传动转换过程中,由于采用滑差控制,不但扩大了液力变矩器的高效率范围,而且可以使传动系从液力传动平稳地过渡到闭锁后的刚性传动,特别是在闭锁开始和闭锁低速阶段,可以吸收由于闭锁产生的部分振动和冲击,按照滑差和闭锁的控制规律,使得涡轮转速逐步接近泵轮,大大减少了冲击和振动,使得乘坐舒适性得以提高。2.带有闭锁与滑差控制的液力变矩器结构特点2.1 液力变矩器结构的方案分析图1 液力变矩器方案一 图2 液力变矩器方案二 以某公司开发的带有闭锁与滑差控制的某大型汽车液力变矩器结构简图如图1和图2所示,二者是原理相同而结构形式相异的两种液力变矩器。对于图1所示结构[5]:在液力传动时,在分离离合器后,AMT 自动变速器输入轴的转动惯量由涡轮、闭锁离合器、涡轮法兰、涡轮轴等部件的惯量组成。而原车此时的转动惯量仅为原干式离合器的从动盘和变速器一轴的惯量,新系统的转动惯量为原车的4倍。这将延长换挡时同步器接合时间,大大地影响了换挡品质的提高。图中:1 为闭锁离合器,2 为换挡离合器;对于图2所示结构[6]:在液力传动时,AMT 自动变速器输入轴的转动惯量由换挡离合器的从动片、涡轮轴、花键轴等组成。这种布置使转动惯量想比与手动装置大大的减少,而且减少了同步器的接合惯量,这不仅有利于AMT 换挡,具有工作平稳、寿命长等特点,有利于提高换挡品质,而且更加巧妙地将闭锁离合器1布置于涡轮同一侧,使得方案二的结构紧凑。2.2 闭锁与滑差的控制(1)闭锁与滑差控制系统的液压原理图4 电控系统示意图 实现闭锁与滑差控制的动力源是液压控制系统所提供的系统压力,根据闭锁与滑差控制系统的工作原理和要求。在何时采取液力传动、滑差控制的半刚性传动还是闭锁控制的刚性传动,完全由各电磁阀综合控制的系统油压P1和P2的压差(P1-P2)来决定。(2)闭锁与滑差电控系统根据动态三参数控制理论,在保证TC+AMT 自动变速器的换挡品质的前提下,根据在线所采集的数据,监控车辆的行驶状态,按照特定控制程序和规定的换挡规律,代写毕业论文实现闭锁与滑差的精确控制。具体电控系统方块图如图4所示。有了良好的带有闭锁与滑差控制的TC+AMT 自动变速器硬件,先进的控制技术来怎是确保它的优越性能实现的根本保证。总之,开展液力变矩器的研究是提高自动变速器技术的重要环节。参考文献:1.葛安林 车辆自动变速理论与设计 北京:机械工业出版社19912. 葛安林 自动变速器(二)—液力变矩器 汽车技术 2001(6)3.马文星 液力传动在汽车上的应用与展望 汽车技术 1991(2)4.过学迅 汽车自动变速器 北京:机械工业出版社出版1999(1)5.朱经昌等 车辆液力传动 北京:国防工业出版社1983(1)6.朱经昌等 液力变矩器的设计与计算 北京:国防工业出版社1991(1)

逆变器的设计毕业论文

太阳能光伏效应,简称光伏(PV),又称为光生伏特效应(Photovoltaic),是指光照时不均匀半导体或半导体与金属组合的部位间产生电位差的现象。[1]人们通常不会将连接光伏组件和逆变器的布线系统视为关键部件,但是,如果未能采用太阳能应用的专用电缆,将会影响到整个系统的使用寿命。太阳能系统常常会在恶劣环境条件下使用,如高温和紫外线辐射。在欧洲,晴天时将导致太阳能系统的现场温度高达100°C。目前,我们可采用的各种材料有PVC、橡胶、TPE和高质量交叉链接材料,但遗憾的是,额定温度为90°C的橡胶电缆,还有即便是额定温度为70°C的PVC电缆也常常在户外使用,显然,这将大大影响系统的使用寿命。——2014年中国光伏市场应用浅析就光伏应用而言,户外使用的材料应根据紫外线、臭氧、剧烈温度变化和化学侵蚀情况而定。在该种环境应力下使用低档材料,将导致电缆护套易碎,甚至会分解电缆绝缘层。所有这些情况都会直接增加电缆系统损失,同时发生电缆短路的风险也会增大,从中长期看,发生火灾或人员伤害的可能性也更高。而在安装和维护期间,电缆可在屋顶结构的锐边上布线,同时电缆须承受压力、弯折、张力、交叉拉伸载荷及强力冲击。如果电缆护套强度不够,则电缆绝缘层将会受到严重损坏,从而影响整个电缆的使用寿命,或者导致短路、火灾和人员伤害危险等问题的出现。2012年,由于GDP增速放缓,并且我国的工业增速多半可能会继续保持一个适度回调。再加上由于利润越来越薄,许多企业不惜为了赚取利润生产不合格、伪劣产品。有的企业迫于市场压力,选择最低价竞标,这诸多因素更是给我国的电线电缆行业发展带来很大的瓶颈。因此,加大电线电缆产品质量提升工作可谓是迫在眉睫、刻不容缓。

静态转换开关STS(Static Transfer Switch)是实现两个独立电源间的快速转换的无触点电子式开关装置,其最高转换时间可以达到4mS,为数字设备、控制设备或其它对电源供电连续性要求极高的用电设备提供供电保障,当一路电源超限或断电后,迅速地切换至另一路电源,保证设备运行及数据安全。它(STS)是实现所谓“分布式供电”方案的有利工具,可以大大提高机房、PLC、精密仪器等设备供电系统的可靠性。

什么是逆变电源?为什么要逆变?--------------------------------------------------------------------------------2008-09-18 14:29:30 智典电子频道利用晶闸管电路把直流电转变成交流电,这种对应于整流的逆向过程,定义为逆变。例如:应用晶闸管的电力机车,当下坡时使直流电动机作为发电机制动运行,机车的位能转变成电能,反送到交流电网中去。又如运转着的直流电动机,要使它迅速制动,也可让电动机作发电机运行,把电动机的动能转变为电能,反送到电网中去。把直流电逆变成交流电的电路称为逆变电路。在特定场合下,同一套晶闸管变流电路既可作整流,又能作逆变。变流器工作在逆变状态时,如果把变流器的交流侧接到交流电源上,把直流电逆变为同频率的交流电反送到电网去,叫有源逆变。如果变流器的交流侧不与电网联接,而直接接到负载,即把直流电逆变为某一频率或可调频率的交流电供给负载,则叫无源逆变。交流变频调速就是利用这一原理工作的。有源逆变除用于直流可逆调速系统外,还用于交流饶线转子异步电动机的串级调速和高压直流输电等方面。什么是逆变电源及用途?2009-02-17 15:21逆变电源,一般是指将低压的直流电转变成高压(或低压)的交流电的装置,它可以用蓄电池做电源,输出交流电。具体说,比如用12V的蓄电池是不能为普通电灯或电脑、电视等供电的,而把该蓄电池通过逆变器变成普通的220V交流电再接到这些用电器中,它们就能正常工作。一般逆变电源中自带蓄电池,电脑城卖的UPS电源就是这样的东西,不过它本身所带的蓄电池较小,只能供电脑工作几分钟到十几分钟,主要是为了在突然停电时,靠它继续为电脑供电,好让你有时间把未保存的文件保存下来,且有时间正常关机。正弦波逆变电源的用途逆变器是一种将直流电转换为交流电的装置,它用于无交流电的环境,为交流设备提供电源。它的输出功率从几十瓦到几百千瓦不等;输入直流电压从几伏到几百伏不等。它主要应用于下列场所:1.在车、船和飞机上,与交通工具上的直流电源一起,为交流电器提供电源;2.在无电源的地方,与其它发电设备(太阳能、风能、水能以及各种燃料发电机)一起,为用户提供交流电源;3.作为通讯、电力系统的不间断电源UPS(Uninterrupted Power Supply);4.作为消防应急用电源EPS (Emergent Power Supply);5.利用便携电源,提供临时交流电源等。逆变电源逆变电源也称逆变器,是一种DC/AC的转换器,它将电池组的直流电源转化成输出电压和频率稳定的交流电源。工业一级的逆变器一般均为正弦波输出,同市电的波形一致,如电力逆变器,通信逆变器;另外还有一种输出为方波或阶梯波或修正正弦波的,这一类逆变器一般都是应用于民用场合,如车载逆变器,太阳能家用逆变器,一般为小功率(1KVA以下),1KVA以上一般均做成正弦波的了。在技术工艺上,人们又把正弦波逆变器区分为高频逆变器和工频逆变器,工频逆变器技术成熟,性能稳定,搞过载能力强,但体积庞大、笨重;高频逆变器是近五六年在市场上的新星,它技术指标优越、效率很高、尤其是体积小、重量轻、高功率密度,都是现代电力电子所倡导的,现在业已抢占了中小功率逆变器一半以上的市场。有些行业领先者的高频逆变器单元已经做到了30KVA,从技术发展和生产成本来看,高频逆变器取代工频逆变器将是大势所趋。逆变器的输出有单相和三相之分,以适应不同的负载,这同市电的指标一样。逆变器有很多应用领域,比如在航空工业中利用逆变器提供一个到400Hz频率转换等,这就要用到逆变器了。5. 问:何谓逆变器的效率?答:逆变器在工作时其本身也要消耗一部分电力,因此,它的输入功率要大于它的输出功率。逆变器的效率即是逆变器输入功率与输出功率之比。如一台逆变器输入了100瓦的直流电,输出了90瓦的交流电,那么,它的效率就是90%。问:按输出波形划分,逆变器分为几类?答:主要分两类,一类是正弦波逆变器,另一类是方波逆变器。正弦波逆变器输出的是同我们日常使用的电网一样甚至更好的正弦波交流电,因为它不存在电网中的电磁污染。方波逆变器输出的则是质量较差的方波交流电,其正向最大值到负向最大值几乎在同时产生,这样,对负载和逆变器本身造成剧烈的不稳定影响。同时,其负载能力差,仅为额定负载的40-60%,不能带感性负载(详细解释见下条)。如所带的负载过大,方波电流中包含的三次谐波成分将使流入负载中的容性电流增大,严重时会损坏负载的电源滤波电容。针对上述缺点,近年来出现了准正弦波(或称改良正弦波、修正正弦波、模拟正弦波等等)逆变器,其输出波形从正向最大值到负向最大值之间有一个时间间隔,使用效果有所改善,但准正弦波的波形仍然是由折线组成,属于方波范畴,连续性不好。总括来说,正弦波逆变器提供高质量的交流电,能够带动任何种类的负载,但技术要求和成本均高。准正弦波逆变器可以满足我们大部分的用电需求,效率高,噪音小,售价适中,因而成为市场中的主流产品。方波逆变器的制作采用简易的多谐振荡器,其技术属于50年代的水平,将逐渐退出市场。二极管在逆变器中的应用高效率和节能是家电应用中首要的问题。三相无刷直流电机因其效率高和尺寸小的优势而被广泛应用在家电设备中以及很多其他应用中。此外,由于采用了电子换向器代替机械换向装置,三相无刷直流电机被认为可靠性更高。标准的三相功率级(power stage)被用来驱动一个三相无刷直流电机,如图1所示。功率级产生一个电场,为了使电机很好地工作,这个电场必须保持与转子磁场之间的角度接近90°。六步序列控制产生6个定子磁场向量,这些向量必须在一个指定的转子位置下改变。霍尔效应传感器扫描转子的位置。为了向转子提供6个步进电流,功率级利用6个可以按不同的特定序列切换的功率MOSFET。下面解释一个常用的切换模式,可提供6个步进电流。MOSFET Q1、Q3和Q5高频(HF)切换,Q2、Q4和Q6低频(LF)切换。当一个低频MOSFET处于开状态,而且一个高频MOSFET 处于切换状态时,就会产生一个功率级。步骤1) 功率级同时给两个相位供电,而对第三个相位未供电。假设供电相位为L1、L2,L3未供电。在这种情况下,MOSFET Q1和Q2处于导通状态,电流流经Q1、L1、L2和Q4。步骤2)MOSFET Q1关断。因为电感不能突然中断电流,它会产生额外电压,直到体二极管D2被直接偏置,并允许续流电流流过。续流电流的路径为D2、L1、L2和Q4。步骤3)Q1打开,体二极管D2突然反偏置。Q1上总的电流为供电电流(如步骤1)与二极管D2上的恢复电流之和。显示出其中的体-漏二极管。在步骤2,电流流入到体-漏二极管D2(见图1),该二极管被正向偏置,少数载流子注入到二极管的区和P区。当MOSFET Q1导通时,二极管D2被反向偏置, N区的少数载流子进入P+体区,反之亦然。这种快速转移导致大量的电流流经二极管,从N-epi到P+区,即从漏极到源极。电感L1对于流经Q2和Q1的尖峰电流表现出高阻抗。Q1表现出额外的电流尖峰,增加了在导通期间的开关损耗。图4a描述了MOSFET的导通过程。为改善在这些特殊应用中体二极管的性能,研发人员开发出具有快速体二极管恢复特性MOSFET。当二极管导通后被反向偏置,反向恢复峰值电流Irrm较小。我们对比测试了标准的MOSFET和快恢复MOSFET。ST推出的STD5NK52ZD(SuperFREDmesh系列)放在Q2(LF)中,如图4b所示。在Q1 MOSFET(HF)的导通工作期间,开关损耗降低了65%。采用STD5NK52ZD时效率和热性能获得很大提升(在不采用散热器的自由流动空气环境下,壳温从60°C降低到50°C)。在这种拓扑中,MOSFET内部的体二极管用作续流二极管,采用具有快速体二极管恢复特性MOSFET更为合适。SuperFREDmesh技术弥补了现有的FDmesh技术,具有降低导通电阻,齐纳栅保护以及非常高的dv/dt性能,并采用了快速体-漏恢复二极管。N沟道520V、1.22欧姆、4.4A STD5NK52ZD可提供多种封装,包括TO-220、DPAK、I2PAK和IPAK封装。该器件为工程师设计开关应用提供了更大的灵活性。其他优势包括非常高的dv/dt,经过100%雪崩测试,具有非常低的本征电容、良好的可重复制造性,以及改良的ESD性能。此外,与其他可选模块解决方案相比,使用分立解决方案还能在PCB上灵活定位器件,从而实现空间的优化,并获得有效的热管理,因而这是一种具有成本效益的解决方案。3. 问:何谓“感性负载”?答:通俗地说,即应用电磁感应原理制作的大功率电器产品,如电动机、压缩机、继电器、日光灯等等。这类产品在启动时需要一个比维持正常运转所需电流大得多(大约在3-7倍)的启动电流。例如,一台在正常运转时耗电150瓦左右的电冰箱,其启动功率可高达1000瓦以上。此外,由于感性负载在接通电源或者断开电源的一瞬间,会产生反电动势电压,这种电压的峰值远远大于逆变器所能承受的电压值,很容易引起逆变器的瞬时超载,影响逆变器的使用寿命。因此,这类电器对供电波形的要求较高。

这些资料估计你都会用到.具体的论文设计你自己弄吧.什么是逆变电源?为什么要逆变? 利用晶闸管电路把直流电转变成交流电,这种对应于整流的逆向过程,定义为逆变。例如:应用晶闸管的电力机车,当下坡时使直流电动机作为发电机制动运行,机车的位能转变成电能,反送到交流电网中去。又如运转着的直流电动机,要使它迅速制动,也可让电动机作发电机运行,把电动机的动能转变为电能,反送到电网中去。 把直流电逆变成交流电的电路称为逆变电路。在特定场合下,同一套晶闸管变流电路既可作整流,又能作逆变。 变流器工作在逆变状态时,如果把变流器的交流侧接到交流电源上,把直流电逆变为同频率的交流电反送到电网去,叫有源逆变。如果变流器的交流侧不与电网联接,而直接接到负载,即把直流电逆变为某一频率或可调频率的交流电供给负载,则叫无源逆变。交流变频调速就是利用这一原理工作的。有源逆变除用于直流可逆调速系统外,还用于交流饶线转子异步电动机的串级调速和高压直流输电等方面。 什么是逆变电源及用途? 逆变电源,一般是指将低压的直流电转变成高压(或低压)的交流电的装置,它可以用蓄电池做电源,输出交流电。具体说,比如用12V的蓄电池是不能为普通电灯或电脑、电视等供电的,而把该蓄电池通过逆变器变成普通的220V交流电再接到这些用电器中,它们就能正常工作。 一般逆变电源中自带蓄电池,电脑城卖的UPS电源就是这样的东西,不过它本身所带的蓄电池较小,只能供电脑工作几分钟到十几分钟,主要是为了在突然停电时,靠它继续为电脑供电,好让你有时间把未保存的文件保存下来,且有时间正常关机。 正弦波逆变电源的用途 逆变器是一种将直流电转换为交流电的装置,它用于无交流电的环境,为交流设备提供电源。它的输出功率从几十瓦到几百千瓦不等;输入直流电压从几伏到几百伏不等。 它主要应用于下列场所: 1.在车、船和飞机上,与交通工具上的直流电源一起,为交流电器提供电源; 2.在无电源的地方,与其它发电设备(太阳能、风能、水能以及各种燃料发电机)一起,为用户提供交流电源; 3.作为通讯、电力系统的不间断电源UPS(Uninterrupted Power Supply); 4.作为消防应急用电源EPS (Emergent Power Supply); 5.利用便携电源,提供临时交流电源等。 逆变电源 逆变电源也称逆变器,是一种DC/AC的转换器,它将电池组的直流电源转化成输出电压和频率稳定的交流电源。 工业一级的逆变器一般均为正弦波输出,同市电的波形一致,如电力逆变器,通信逆变器;另外还有一种输出为方波或阶梯波或修正正弦波的,这一类逆变器一般都是应用于民用场合,如车载逆变器,太阳能家用逆变器,一般为小功率(1KVA以下),1KVA以上一般均做成正弦波的了。 在技术工艺上,人们又把正弦波逆变器区分为高频逆变器和工频逆变器,工频逆变器技术成熟,性能稳定,搞过载能力强,但体积庞大、笨重;高频逆变器是近五六年在市场上的新星,它技术指标优越、效率很高、尤其是体积小、重量轻、高功率密度,都是现代电力电子所倡导的,现在业已抢占了中小功率逆变器一半以上的市场。有些行业领先者的高频逆变器单元已经做到了30KVA,从技术发展和生产成本来看,高频逆变器取代工频逆变器将是大势所趋。 逆变器的输出有单相和三相之分,以适应不同的负载,这同市电的指标一样。 逆变器有很多应用领域,比如在航空工业中利用逆变器提供一个到400Hz频率转换等,这就要用到逆变器了。 何谓逆变器的效率? 逆变器在工作时其本身也要消耗一部分电力,因此,它的输入功率要大于它的输出功率。逆变器的效率即是逆变器输入功率与输出功率之比。如一台逆变器输入了100瓦的直流电,输出了90瓦的交流电,那么,它的效率就是90%。 按输出波形划分,逆变器分为几类? 主要分两类,一类是正弦波逆变器,另一类是方波逆变器。正弦波逆变器输出的是同我们日常使用的电网一样甚至更好的正弦波交流电,因为它不存在电网中的电磁污染。方波逆变器输出的则是质量较差的方波交流电,其正向最大值到负向最大值几乎在同时产生,这样,对负载和逆变器本身造成剧烈的不稳定影响。同时,其负载能力差,仅为额定负载的40-60%,不能带感性负载(详细解释见下条)。如所带的负载过大,方波电流中包含的三次谐波成分将使流入负载中的容性电流增大,严重时会损坏负载的电源滤波电容。针对上述缺点,近年来出现了准正弦波(或称改良正弦波、修正正弦波、模拟正弦波等等)逆变器,其输出波形从正向最大值到负向最大值之间有一个时间间隔,使用效果有所改善,但准正弦波的波形仍然是由折线组成,属于方波范畴,连续性不好。总括来说,正弦波逆变器提供高质量的交流电,能够带动任何种类的负载,但技术要求和成本均高。准正弦波逆变器可以满足我们大部分的用电需求,效率高,噪音小,售价适中,因而成为市场中的主流产品。方波逆变器的制作采用简易的多谐振荡器,其技术属于50年代的水平,将逐渐退出市场。 二极管在逆变器中的应用 高效率和节能是家电应用中首要的问题。三相无刷直流电机因其效率高和尺寸小的优势而被广泛应用在家电设备中以及很多其他应用中。此外,由于采用了电子换向器代替机械换向装置,三相无刷直流电机被认为可靠性更高。 标准的三相功率级(power stage)被用来驱动一个三相无刷直流电机,如图1所示。功率级产生一个电场,为了使电机很好地工作,这个电场必须保持与转子磁场之间的角度接近90°。六步序列控制产生6个定子磁场向量,这些向量必须在一个指定的转子位置下改变。霍尔效应传感器扫描转子的位置。为了向转子提供6个步进电流,功率级利用6个可以按不同的特定序列切换的功率MOSFET。下面解释一个常用的切换模式,可提供6个步进电流。 MOSFET Q1、Q3和Q5高频(HF)切换,Q2、Q4和Q6低频(LF)切换。当一个低频MOSFET处于开状态,而且一个高频MOSFET 处于切换状态时,就会产生一个功率级。 步骤1) 功率级同时给两个相位供电,而对第三个相位未供电。假设供电相位为L1、L2,L3未供电。在这种情况下,MOSFET Q1和Q2处于导通状态,电流流经Q1、L1、L2和Q4。 步骤2)MOSFET Q1关断。因为电感不能突然中断电流,它会产生额外电压,直到体二极管D2被直接偏置,并允许续流电流流过。续流电流的路径为D2、L1、L2和Q4。 步骤3)Q1打开,体二极管D2突然反偏置。Q1上总的电流为供电电流(如步骤1)与二极管D2上的恢复电流之和。 显示出其中的体-漏二极管。在步骤2,电流流入到体-漏二极管D2(见图1),该二极管被正向偏置,少数载流子注入到二极管的区和P区。 当MOSFET Q1导通时,二极管D2被反向偏置, N区的少数载流子进入P+体区,反之亦然。这种快速转移导致大量的电流流经二极管,从N-epi到P+区,即从漏极到源极。电感L1对于流经Q2和Q1的尖峰电流表现出高阻抗。Q1表现出额外的电流尖峰,增加了在导通期间的开关损耗。图4a描述了MOSFET的导通过程。 为改善在这些特殊应用中体二极管的性能,研发人员开发出具有快速体二极管恢复特性MOSFET。当二极管导通后被反向偏置,反向恢复峰值电流Irrm较小。 我们对比测试了标准的MOSFET和快恢复MOSFET。ST推出的STD5NK52ZD(SuperFREDmesh系列)放在Q2(LF)中,如图4b所示。在Q1 MOSFET(HF)的导通工作期间,开关损耗降低了65%。采用STD5NK52ZD时效率和热性能获得很大提升(在不采用散热器的自由流动空气环境下,壳温从60°C降低到50°C)。在这种拓扑中,MOSFET内部的体二极管用作续流二极管,采用具有快速体二极管恢复特性MOSFET更为合适。 SuperFREDmesh技术弥补了现有的FDmesh技术,具有降低导通电阻,齐纳栅保护以及非常高的dv/dt性能,并采用了快速体-漏恢复二极管。N沟道520V、1.22欧姆、4.4A STD5NK52ZD可提供多种封装,包括TO-220、DPAK、I2PAK和IPAK封装。该器件为工程师设计开关应用提供了更大的灵活性。其他优势包括非常高的dv/dt,经过100%雪崩测试,具有非常低的本征电容、良好的可重复制造性,以及改良的ESD性能。此外,与其他可选模块解决方案相比,使用分立解决方案还能在PCB上灵活定位器件,从而实现空间的优化,并获得有效的热管理,因而这是一种具有成本效益的解决方案。 何谓“感性负载”? 通俗地说,即应用电磁感应原理制作的大功率电器产品,如电动机、压缩机、继电器、日光灯等等。这类产品在启动时需要一个比维持正常运转所需电流大得多(大约在3-7倍)的启动电流。例如,一台在正常运转时耗电150瓦左右的电冰箱,其启动功率可高达1000瓦以上。此外,由于感性负载在接通电源或者断开电源的一瞬间,会产生反电动势电压,这种电压的峰值远远大于逆变器所能承受的电压值,很容易引起逆变器的瞬时超载,影响逆变器的使用寿命。因此,这类电器对供电波形的要求较高。如何挑选逆变器产品 车载逆变器是一种工作在大电流、高频率环境下的电源产品,其潜在故障率相当高。因此,消费者在购买时一定要慎重。首先,从逆变器输出波形上选,最好不要低于准正弦波;其次,逆变器要有完备的电路保护功能;第三,厂家要有良好的售后服务承诺;第四,电路和产品经过一段时间的考验。 逆变器,必须是一种逆变装置组成的东西才能那么叫,他和变压器有直接区别,也就是说,他可以实现直流输入,然后输出交流,工作原理和开关电源一样,但震荡频率在一定范围内,比如如果这个频率为50HZ,输出则为交流50HZ。逆变器是可以改变其频率的设备。 变压器一般是指特定频率段的设备,比如工频变压器,就是我们一般见到的那些变压器,他们输入和输出都必须在一定范围内,比如40-60HZ范围内才可以工作。 如何为电瓶配备合适的逆变器? 假如电瓶的规格是12伏50安时,我们用12伏乘以50安时,得出电瓶的输出功率为600瓦。如果逆变器的效率为90%,则我们再用90%乘以600瓦,得出540瓦。这就是说,您的这块电瓶可推动一台输出功率最大为540瓦的逆变器。当然,您也可以采取“一步到位”式的采购办法,即先不管目前自己车上用的电瓶的规格,而买一台输出功率为800瓦的逆变器。然后,先在眼下这块电瓶的允许范围内使用,等将来换了更大的车后再满功率使用。最后,对逆变器的功率要求不高,比如说有100瓦就够了,那您完全可以买个小功率逆变器。此外,在确定逆变器的功率时,还有一个重要原则,即在使用逆变器时,不要长期满载运行,否则会大大缩短逆变器的寿命,同时逆变器的故障率也将显著上升。我们强烈建议用户,最好在不超过额定功率85%的状态下使用逆变器。 如何知道电瓶的容量? 电瓶上印有很多字母和数字,只要找到XXAH的字样就可以知道这是一块多大容量的电瓶。先说AH的含义,A代表安培(amp.),即电流的单位,H代表小时(hour)。两个字母在一起的意思就是"安培小时",即在一小时的时间内可持续输出多少安培的电流。前面的XX通常为两个数字,即安培的数量。举例来讲,45AH代表这块电瓶可以在一个小时的时间内输出 (12伏)45安培的电流。至于这块电瓶可以输出的功率,我们用12伏乘以45安培,得出540瓦,这就是该电瓶的输出功率(理论值)。 什么是持续输出功率?什么是峰值输出功率? 一些使用电动机的电器或工具,如电冰箱、洗衣机、电钻等,在启动的瞬间需要很大的电流来推动,一旦启动成功,则仅需较小的电流来维持其正常运转。因此,对逆变器来说,也就有了持续输出功率和峰值输出功率的概念。持续输出功率即是额定输出功率;一般峰值输出功率为额定输出功率的2倍。必须强调,有些电器,如空调、电冰箱等其启动电流相当于正常工作电流的3-7倍。因此,只有能够满足电器启动峰值功率的逆变器才能正常工作。 使用车载逆变器须要注意些什么? 首先,要严格按照用户手册的规定来使用逆变器;其次,逆变器的输出电压是220伏交流电,而这个220伏电是在一个狭小的空间并处于可移动状态,因此要格外小心。应将其放在较为安全的地方(特别要远离儿童!),以防触电。在不使用时,最好切断其输入电源。第三,不要将逆变器置于太阳直晒或暖风机出口附近。逆变器的工作环境温度不宜超过摄氏40度。第四,逆变器工作时会发热,因此不要在其附近或上面放置物品。第五,逆变器怕水,不要使其淋雨或撒上水。 应该怎样连接逆变器与电源和负载? 使用150瓦以下的电器可直接将150瓦逆变器插头插至点烟器插座后使用。超过150瓦的逆变器通过鳄鱼夹导线直接接到电瓶上,红线接电瓶正极,黑线接电瓶负极(不可接反,切记!)如果用电地点离电瓶较远,逆变器的连线原则是:逆变器同电瓶的连线应尽可能的短,而220伏交流电的输出线长些无妨。

反激变换器设计毕业论文

引言 众所周知,任何闭环系统在增益为单位增益l,且内部随频率变化的相移为360°时,该闭环控制系统都会存在不稳定的可能性。因此几乎所有的开关电源都有一个闭环反馈控制系统,从而能获得较好的性能。在负反馈系统中,控制放大器的连接方式有意地引入了180°相移,如果反馈的相位保持在180°以内,那么控制环路将总是稳定的。当然,在现实中这种情况是不会存在的,由于各种各样的开关延时和电抗引入了额外的相移,如果不采用适合的环路补偿,这类相移同样会导致开关电源的不稳定。1 稳定性指标 衡量开关电源稳定性的指标是相位裕度和增益裕度。相位裕度是指:增益降到0dB时所对应的相位。增益裕度是指:相位为零时所对应的增益大小(实际是衰减)。在实际设计开关电源时,只在设计反激变换器时才考虑增益裕度,设计其它变换器时,一般不使用增益裕度。 在开关电源设计中,相位裕度有两个相互独立作用:一是可以阻尼变换器在负载阶跃变化时出现的动态过程;另一个作用是当元器件参数发生变化时,仍然可以保证系统稳定。相位裕度只能用来保证“小信号稳定”。在负载阶跃变化时,电源不可避免要进入“大信号稳定”范围。工程中我们认为在室温和标准输入、正常负载条件下,环路的相位裕度要求大于45°。在各种参数变化和误差情况下,这个相位裕度足以确保系统稳定。如果负载变化或者输入电压范围变化非常大,考虑在所有负载和输入电压下环路和相位裕度应大于30°。 如图l所示为开关电源控制方框示意图,开关电源控制环路由以下3部分构成。<<<<<这个地方有图,不过百度只能上传1张图>>>>>> (1)功率变换器部分,主要包含方波驱动功率开关、主功率变压器和输出滤波器; (2)脉冲宽度调节部分,主要包含PWM脉宽比较器、图腾柱功率放大; (3)采样、控制比较放大部分,主要包含输出电压采样、比较、放大(如TL431)、误差放大传输(如光电耦合器)和PWM集成电路内部集成的电压比较器(这些放大器的补偿设计最大程度的决定着开关电源系统稳定性,是设计的重点和难点)。2 稳定性分析 如图1所示,假如在节点A处引入干扰波。此方波所包含的能量分配成无限列奇次谐波分量。如果检测到真实系统对不断增大的谐波有响应,则可以看出增益和相移也随着频率的增加而改变。如果在某一频率下增益等于l且总的额外相移为180°(此相移加上原先设定的180°相移,总相移量为360°),那么将会有足够的能量返回到系统的输入端,且相位与原相位相同,那么干扰将维持下去,系统在此频率下振荡。如图2所示,通常情况下,控制放大器都会采用反馈补偿元器件Z2减少更高频率下的增益,使得开关电源在所有频率下都保持稳定。<<<<这里也有图>>>>波特图对应于小信号(理论上的小信号是无限小的)扰动时系统的响应;但是如果扰动很大,系统的响应可能不是由反馈的线性部分决定的,而可能是由非线性部分决定的,如运放的压摆率、增益带宽或者电路中可能达到的最小、最大占空比等。当这些因素影响系统响应时,原来的系统就会表现为非线性,而且传递函数的方法就不能继续使用了。因此,虽然小信号稳定是必须满足的,但还不足以保证电源的稳定工作。因此,在设计电源环路补偿时,不但要考虑信号电源系统的响应特性,还要处理好电源系统的大信号响应特性。电源系统对大信号响应特性的优劣可以通过负载跃变响应特性和输入电压跃变响应特性来判断,负载跃变响应特性和输入电压跃变响应特性存在很强的连带关系,负载跃变响应特性好,则输入电压跃变响应特性一定好。对开关电源环路稳定性判据的理论分析是很复杂的,这是因为传递函数随着负载条件的改变而改变。各种不同线绕功率元器件的有效电感值通常会随着负载电流而改变。此外,在考虑大信号瞬态的情况下,控制电路工作方式转变为非线性工作方式,此时仅用线性分析将无法得到完整的状态描述。下面详细介绍通过对负载跃变瞬态响应波形分析来判断开关电源环路稳定性。3 稳定性测试 测试条件: (1)无感电阻; (2)负载变化幅度为10%~100%; (3)负载开关频率可调(在获得同样理想响应波形的条件下,开关频率越高越好); (4)限定负载开关电流变化率为5A/μs或者2A/μs,没有声明负载电流大小和变化率的瞬态响应曲线图形无任何意义。 图3(a)为瞬变负载波形。 图3(b)为阻尼响应,控制环在瞬变边缘之后带有振荡。说明拥有这种响应电源的增益裕度和相位裕度都很小,且只能在某些特定条件下才能稳定。因此,要尽量避免这种类型的响应,补偿网络也应该调整在稍低的频率下滑离。<<<<这里也有图>>>>图3(c)为过阻尼响应,虽然比较稳定,但是瞬态恢复性能并非最好。滑离频率应该增大。 图3(d)为理想响应波形,接近最优情况,在绝大多数应用中,瞬态响应稳定且性能优良,增益裕度和相位裕度充足。 对于正向和负向尖峰,对称的波形是同样需要的,因此从它可以看出控制部分和电源部分在控制内有中心线,且在负载的增大和减少的情况下它们的摆动速率是相同的。 上面介绍了开关电源控制环路的两个稳定性判据,就是通过波特图判定小信号下开关电源控制环路的相位裕度和通过负载跃变瞬态响应波形判定大信号下开关电源控制环路的稳定性。下面介绍四种控制环路稳定性的设计方法。4.1 分析法 根据闭环系统的理论、数学及电路模型进行分析(计算机仿真)。实际上进行总体分析时,要求所有的参数要精确地等于规定值是不大可能的,尤其是电感值,在整个电流变化范围内,电感值不可能保持常数。同样,能改变系统线性工作的较大 瞬态响应也是很难预料到的。4.2 试探法 首先测量好脉宽调整器和功率变换器部分的传递特性,然后用“差分技术”来确定补偿控制放大器所必须具有的特性。 要想使实际的放大器完全满足最优特性是不大可能的,主要的目标是实现尽可能地接近。具体步骤如下: (1)找到开环曲线中极点过零处所对应的频率,在补偿网络中相应的频率周围处引入零点,那么在直到等于穿越频率的范围内相移小于315°(相位裕度至少为45°); (2)找到开环曲线中EsR零点对应的频率,在补偿网络中相应的频率周围处引入极点(否则这些零点将使增益特性变平,且不能按照期望下降); (3)如果低频增益太低,无法得到期望的直流校正那么可以引入一对零极点以提高低频下的增益。 大多数情况下,需要进行“微调”,最好的办法是采用瞬态负载测量法。4. 3 经验法 采用这种方法,是控制环路采用具有低频主导极点的过补偿控制放大器组成闭环来获得初始稳定性。然后采用瞬时脉冲负载方法来补偿网络进行动态优化,这种方法快而有效。其缺点是无法确定性能的最优。4.4 计算和测量结合方法 综合以上三点,主要取决于设计人员的技能和经验。 对于用上述方法设计完成的电源可以用下列方法测量闭环开关电源系统的波特图,测量步骤如下。 如图4所示为测量闭环电源系统波特图的增益和相位时采用的一个常用方法,此方法的特点是无需改动原线路。<<<<这里有图>>>>如图4所示,振荡器通过变压器T1引入一个很小的串联型电压V3至环路。流入控制放大器的有效交流电压由电压表V1测量,输出端的交流电压则由电压表V2测量(电容器C1和C2起隔直流电流的作用)。V2/V1(以分贝形式)为系统的电压增益。相位差就是整个环路的相移(在考虑到固定的180°负反馈反相位之后)。 输入信号电平必须足够小,以使全部控制环路都在其正常的线性范围内工作。4.5 测量设备 波特图的测量设备如下: (1)一个可调频率的振荡器V3,频率范围从10Hz(或更低)到50kHz(或更高); (2)两个窄带且可选择显示峰值或有效值的电压表V1和V2,其适用频率与振荡器频率范围相同; (3)专业的增益及相位测量仪表。 测试点的选择:理论上讲,可以在环路的任意点上进行伯特图测量,但是,为了获得好的测量度,信号注入节点的选择时必须兼顾两点:电源阻抗较低且下一级的输入阻抗较高。而且,必须有一个单一的信号通道。实践中,一般可把测量变压器接入到图4或图5控制环路中接入测量变压器的位置。 图4中T1的位置满足了上述的标准。电源阻抗(在信号注入的方向上)是电源部分的低输出阻抗,而下一级的输入阻抗是控制放大器A1的高输入阻抗。图5中信号注入的第二个位置也同样满足这一标准,它位于图5中低输出的放大器A1和高输入阻抗的脉宽调制器之间。<<<<<这里有图>>>>5 最佳拓扑结构 无论是国外还是国内DC/DC电源线路的设计,就隔离方式来讲都可归结为两种最基本的形式:前置启动+前置PWM控制和后置隔离启动+后置PWM控制。具体结构框图如图6和图7所示。<<<<这里有图>>>>国内外DC/DC电源设计大多采用前置启动+前置PWM控制方式,后级以开关形式将采样比较的误差信号通过光电耦合器件隔离传输到前级PWM电路进行脉冲宽度的调节,进而实现整体DC/DC电源稳压控制。如图6所示,前置启动+前置PWM控制方式框图所示,输出电压的稳定过程是:输出误差采样→比较→放大→光隔离传输→PWM电路误差比较→PWM调宽→输出稳压。Interpoint公司的MHF+系列、SMHF系列、MSA系列、MHV系列等等产品都属于此种控制方式。此类拓扑结构电源产品就环路稳定性补偿设计主要集中在如下各部分: (1)以集成电路U2为核心的采样、比较电路的环路补偿设计; (2)以前置PWM集成电路内部电压比较器为核心的环路补偿设计; (3)输出滤波器设计主要考虑输出电压/电流特性,在隔离式电源环路稳定性补偿设计时仅供参考; (4)其它部分如功率管驱动,主功率变压器等,在隔离式电源环路稳定性补偿设计时可以不必考虑。 而如图7所示,后置隔离启动+后置PWM控制方式框图,输出电压的稳定过程是:输出误差采样→PWM电路误差比较→PWM调宽→隔离驱动→输出稳压。此类拓扑结构电源产品就环路稳定性补偿设计主要集中在如下各部分: (1)以后置PWM集成电路内部电压比较器为核心的环路补偿设计; (2)输出滤波器设计主要考虑输出电压/电流特性,在隔离式电源环路稳定性补偿设计时仅供参考。 (3)其它部分如隔离启动、主功率变压器等,在隔离式电源环路稳定性补偿设计时可以不必考虑。 比较图6和图7控制方式和环路稳定性补偿设计可知,图7后置隔离启动+后置PWM控制方式的优点如下:(1)减少了后级采样、比较、放大和光电耦合,控制环路简捷; (2)只需对后置PWM集成电路内部电压比较器进行环路补偿设计,控制环路的响应频率较宽; (3)相位裕度大; (4)负载瞬态特性好; (5)输入瞬态特性好; (6)抗辐照能力强。实验证明光电耦合器件即使进行了抗辐照加固其抗辐照总剂量也不会大于2x104Rad(Si),不适合航天电源高可靠、长寿命的应用要求。6 结语 开关电源设计重点有两点:一是磁路设计,重点解决的是从输入到输出的电压及功率变换问题。二是稳定性设计,重点解决的是输出电压的品质问题。开关电源稳定性设计的好坏直接决定着开关电源启动特性、输入电压跃变响应特性、负载跃变响应特性、高低温稳定性、生产和调试难易度。将上述开关电源稳定性设计方法和结论应用到开关电源的研发工作中去,定能事半功倍。具体的参数自己改下.我就不改了.这里有全文的图片参考资料:

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第1章基本拓扑1.1引言——线性调整器和Buck、Boost及反相开关型调整器1.2线性调整器——耗能型调整器1.2.1基本工作原理1.2.2线性调整器的缺点1.2.3串接晶体管的功率损耗1.2.4线性调整器的效率与输出电压的关系1.2.5串接PNP型晶体管的低功耗线性调整器1.3开关型调整器拓扑1.3.1Buck开关型调整器1.3.2Buck调整器的主要电流波形1.3.3Buck调整器的效率1.3.4Buck调整器的效率(考虑交流开关损耗)1.3.5理想开关频率的选择1.3.6设计例子1.3.7输出电容1.3.8有直流隔离调整输出的Buck调整器的电压调节1.4Boost开关调整器拓扑1.4.1基本原理1.4.2Boost调整器的不连续工作模式1.4.3Boost调整器的连续工作模式1.4.4不连续工作模式的Boost调整器的设计1.4.5Boost调整器与反激变换器的关系1.5反极性Boost调整器1.5.1基本工作原理1.5.2反极性调整器设计关系参考文献第2章推挽和正激变换器拓扑2.1引言2.2推挽拓扑2.2.1基本原理(主/辅输出结构)2.2.2辅输出的输入—负载调整率2.2.3辅输出电压偏差2.2.4主输出电感的最小电流限制2.2.5推挽拓扑中的磁通不平衡(偏磁饱和现象)2.2.6磁通不平衡的表现2.2.7磁通不平衡的测试2.2.8磁通不平衡的解决方法2.2.9功率变压器设计2.2.10初/次级绕组的峰值电流及有效值电流2.2.11开关管的电压应力及漏感尖峰2.2.12功率开关管损耗2.2.13推挽拓扑输出功率及输入电压的限制2.2.14输出滤波器的设计2.3正激变换器拓扑2.3.1基本工作原理2.3.2输出/输入电压与导通时间和匝数比的设计关系2.3.3辅输出电压2.3.4次级负载、续流二极管及电感的电流2.3.5初级电流、输出功率及输入电压之间的关系2.3.6功率开关管最大关断电压应力2.3.7实际输入电压和输出功率限制2.3.8功率和复位绕组匝数不相等的正激变换器2.3.9正激变换器电磁理论2.3.10功率变压器的设计2.3.11输出滤波器的设计2.4双端正激变换器拓扑2.4.1基本原理2.4.2设计原则及变压器的设计2.5交错正激变换器拓扑2.5.1基本工作原理、优缺点和输出功率限制2.5.2变压器的设计2.5.3输出滤波器的设计参考文献第3章半桥和全桥变换器拓扑3.1引言3.2半桥变换器拓扑3.2.1工作原理3.2.2半桥变换器磁设计3.2.3输出滤波器的设计3.2.4防止磁通不平衡的隔直电容的选择3.2.5半桥变换器的漏感问题3.2.6半桥变换器与双端正激变换器的比较3.2.7半桥变换器实际输出功率的限制3.3全桥变换器拓扑3.3.1基本工作原理3.3.2全桥变换器磁设计3.3.3输出滤波器的计算3.3.4变压器初级隔直电容的选择第4章反激变换器4.1引言4.2反激变换器基本工作原理4.3反激变换器工作模式4.4断续工作模式4.4.1输入电压、输出电压及导通时间与输出负载的关系4.4.2断续模式向连续模式的过渡4.4.3反激变换器连续模式的基本工作原理4.5设计原则和设计步骤4.5.1步骤1:确定初/次级匝数比4.5.2步骤2:保证磁心不饱和且电路始终工作于DCM模式4.5.3步骤3:根据最小输出电阻及直流输入电压调整初级电感4.5.4步骤4:计算开关管的最大电压应力和峰值电流4.5.5步骤5:计算初级电流有效值和导线尺寸4.5.6步骤6:次级电流有效值和导线尺寸4.6断续模式下的反激变换器的设计实例4.6.1反激拓扑的电磁原理4.6.2铁氧体磁心加气隙防止饱和4.6.3采用MPP磁心防止饱和4.6.4反激变换器的缺点4.7120V/220V交流输入反激变换器4.8连续模式反激变换器的设计原则4.8.1输出电压和导通时间的关系4.8.2输入、输出电流与功率的关系4.8.3最小直流输入时连续模式下的电流斜坡幅值4.8.4断续与连续模式反激变换器的设计实例4.9交错反激变换器4.9.1交错反激变换器次级电流的叠加4.10双端(两开关管)断续模式反激变换器4.10.1应用场合4.10.2基本工作原理4.10.3双端反激变换器的漏感效应参考文献第5章电流模式和电流馈电拓扑5.1简介5.1.1电流模式控制5.1.2电流馈电拓扑5.2电流模式控制5.2.1电流模式控制的优点5.3电流模式和电压模式控制电路的比较5.3.1电压模式控制电路5.3.2电流模式控制电路5.4电流模式优点详解5.4.1输入网压的调整5.4.2防止偏磁5.4.3在小信号分析中可省去输出电感简化反馈环设计5.4.4负载电流调整原理5.5电流模式的缺点和存在的问题5.5.1恒定峰值电流与平均输出电流的比例问题5.5.2对输出电感电流扰动的响应5.5.3电流模式的斜率补偿5.5.4用正斜率电压的斜率补偿5.5.5斜率补偿的实现5.6电压馈电和电流馈电拓扑的特性比较5.6.1引言及定义5.6.2电压馈电PWM全桥变换器的缺点5.6.3Buck电压馈电全桥拓扑基本工作原理5.6.4Buck电压馈电全桥拓扑的优点5.6.5Buck电压馈电PWM全桥电路的缺点5.6.6Buck电流馈电全桥拓扑——基本工作原理5.6.7反激电流馈电推挽拓扑(Weinberg电路)参考文献第6章其他拓扑6.1SCR谐振拓扑概述6.2SCR和ASCR的基本工作原理6.3利用谐振正弦阳极电流关断SCR的单端谐振逆变器拓扑6.4SCR谐振桥式拓扑概述6.4.1串联负载SCR半桥谐振变换器的基本工作原理6.4.2串联负载SCR半桥谐振变换器的设计计算6.4.3串联负载SCR半桥谐振变换器的设计实例6.4.4并联负载SCR半桥谐振变换器6.4.5单端SCR谐振变换器拓扑的设计6.5Cuk变换器拓扑概述6.5.1Cuk变换器的基本工作原理6.5.2输出/输入电压比与开关管Q1导通时间的关系6.5.3L1和L2的电流变化率6.5.4消除输入电流纹波的措施6.5.5Cuk变换器的隔离输出6.6小功率辅助电源拓扑概述6.6.1辅助电源的接地问题6.6.2可供选择的辅助电源6.6.3辅助电源的典型电路6.6.4Royer振荡器辅助电源的基本工作原理6.6.5作为辅助电源的简单反激变换器6.6.6作为辅助电源的Buck调节器(输出带直流隔离)参考文献第7章变压器及磁性元件设计7.1引言7.2变压器磁心材料与几何结构、峰值磁通密度的选择7.2.1几种常用铁氧体材料的磁心损耗与频率和磁通密度的关系7.2.2铁氧体磁心的几何尺寸7.2.3峰值磁通密度的选择7.3磁心最大输出功率、峰值磁通密度、磁心和骨架面积及线圈电流密度的选择7.3.1变换器拓扑输出功率公式的推导7.3.2推挽变换器输出功率公式的推导7.3.3半桥拓扑输出功率公式的推导7.3.4全桥拓扑输出功率公式的推导7.3.5以查表的方式确定磁心和工作频率7.4变压器温升的计算7.5变压器中的铜损7.5.1引言7.5.2集肤效应7.5.3集肤效应——定量分析7.5.4不同规格的线径在不同频率下的交/直流阻抗比7.5.5矩形波电流的集肤效应[14 ]7.5.6邻近效应7.6引言:利用面积乘积(AP)法进行电感及磁性元件设计7.6.1AP法的优点7.6.2电感器设计7.6.3信号级小功率电感7.6.4输入滤波电感7.6.5设计举例:60Hz共模输入滤波电感7.6.6差模输入滤波电感7.7磁学:扼流线圈简介——直流偏置电流很大的电感7.7.1公式、单位和图表7.7.2有磁化直流偏置的磁化曲线特征7.7.3磁场强度Hdc7.7.4增加扼流圈电感或者额定直流偏置量的方法7.7.5磁通密度ΔB7.7.6气隙的作用7.7.7温升7.8磁设计——扼流圈磁心材料简介7.8.1适用于低交流应力场合的扼流圈材料7.8.2适用于高交流应力场合的扼流圈材料7.8.3适用于中等范围的扼流圈材料7.8.4磁心材料饱和特性7.8.5磁心材料损耗特性7.8.6材料饱和特性7.8.7材料磁导率参数7.8.8材料成本7.8.9确定最佳的磁心尺寸和形状7.8.10磁心材料选择总结7.9磁学:扼流圈设计例子7.9.1扼流圈设计例子:加了气隙的铁氧体磁心7.9.2步骤一:确定20%纹波电流需要的电感量7.9.3步骤二:确定面积乘积(AP)7.9.4步骤三:计算最小匝数7.9.5步骤四:计算磁心气隙7.9.6步骤五:确定最佳线径7.9.7步骤六:计算最佳线径7.9.8步骤七:计算绕组电阻7.9.9步骤八:确定功率损耗7.9.10步骤九:预测温升——面积乘积法7.9.11步骤十:核查磁心损耗7.10磁学:用粉芯磁心材料设计扼流圈——简介7.10.1影响铁粉芯磁心材料选择的因素7.10.2粉芯材料的饱和特性7.10.3粉芯材料的损耗特性7.10.4铜耗——低交流应力时限制扼流圈设计的因素7.10.5磁心损耗——高交流应力时限制扼流圈设计的因素7.10.6中等交流应力时的扼流圈设计7.10.7磁心材料饱和特性7.10.8磁心的几何结构7.10.9材料成本7.11扼流圈设计例子:用环形Kool Mμ材料设计受铜耗限制的扼流圈7.11.1引言7.11.2根据所储存能量和面积乘积法选择磁心尺寸7.11.3受铜耗限制的扼流圈设计例子7.12用各种E形粉芯设计扼流圈的例子7.12.1引言7.12.2第一个例子:用#40E形铁粉芯材料设计扼流圈7.12.3第二个例子:用#8E形铁粉芯磁心设计扼流圈7.12.4第三个例子:用#60 E形Kool Mμ磁心设计扼流圈7.13变感扼流圈设计例子:用E形Kool Mμ磁芯设计受铜耗限制的扼流圈7.13.1变感扼流圈7.13.2变感扼流圈设计例子参考文献第8章双极型大功率晶体管的基极驱动电路8.1引言8.2双极型晶体管的理想基极驱动电路的主要目标8.2.1导通期间足够大的电流8.2.2导通瞬间基极过驱动峰值输入电流Ib18.2.3关断瞬间反向基极电流尖峰Ib28.2.4关断瞬间基射极间的-1~-5V反向电压尖峰8.2.5贝克(Baker)钳位电路(能同时满足高、低β值的晶体管工作要求的电路)8.2.6对驱动效率的改善8.3变压器耦合的贝克(Baker)钳位电路8.3.1Baker钳位的工作原理8.3.2使用变压器耦合的Baker钳位电路8.3.3结合集成变压器的Baker钳位8.3.4达林顿管(Darlington)内部的Baker钳位电路8.3.5比例基极驱动8.3.6其他类型的基极驱动电路参考文献第9章MOSFET和IGBT及其驱动电路9.1MOSFET概述9.1.1IGBT概述9.1.2电源工业的变化9.1.3对新电路设计的影响9.2MOSFET管的基本工作原理9.2.1MOSFET管的输出特性(Id-Vds)9.2.2MOSFET管的通态阻抗rds(on)9.2.3MOSFET管的输入阻抗米勒效应和栅极电流9.2.4计算栅极电压的上升和下降时间已获得理想的漏极电流上升和下降时间9.2.5MOSFET管栅极驱动电路9.2.6MOSFET管rds温度特性和安全工作区9.2.7MOSFET管栅极阈值电压及其温度特性9.2.8MOSFET管开关速度及其温度特性9.2.9MOSFET管的额定电流9.2.10MOSFET管并联工作9.2.11推挽拓扑中的MOSFET管9.2.12MOSFET管的最大栅极电压9.2.13MOSFET管源漏极间的体二极管9.3绝缘栅双极型晶体管(IGBT)概述9.3.1选择合适的IGBT9.3.2IGBT构造概述9.3.3IGBT工作特性9.3.4IGBT并联使用9.3.5技术参数和最大额定值9.3.6静态电学特性9.3.7动态特性9.3.8温度和机械特性参考文献第10章磁放大器后级调节器10.1引言10.2线性调整器和Buck后级调整器10.3磁放大器概述10.3.1用作快速开关的方形磁滞回线磁心10.3.2磁放大器中的关断和导通时间10.3.3磁放大器磁心复位及稳压10.3.4利用磁放大器关断辅输出10.3.5方形磁滞回线磁心特性和几种常用磁心10.3.6磁心损耗和温升的计算10.3.7设计实例——磁放大器后级整流10.3.8磁放大器的增益10.3.9推挽电路的磁放大器输出10.4磁放大器脉宽调制器和误差放大器10.4.1磁放大器脉宽调制及误差放大器电路参考文献第11章开关损耗分析与负载线整形缓冲电路设计11.1引言11.2无缓冲电路的晶体管的关断损耗11.3RCD关断缓冲电路11.4RCD缓冲电路中电容的选择11.5设计范例——RCD缓冲电路11.5.1接电源正极的RCD缓冲电路11.6无损缓冲电路11.7负载线整形(减少尖峰电压以防止晶体管二次击穿的缓冲器)11.8变压器无损缓冲电路参考文献第12章反馈环路的稳定12.1引言12.2系统振荡原理12.2.1电路稳定的增益准则12.2.2电路稳定的增益斜率准则12.2.3输出LC滤波器的增益特性(输出电容含/不含ESR)12.2.4脉宽调制器的增益12.2.5LC输出滤波器加调制器和采样网络的总增益12.3误差放大器幅频特性曲线的设计12.4误差放大器的传递函数、极点和零点12.5零点、极点频率引起的增益斜率变化规则12.6只含单零点和单极点的误差放大器传递函数的推导12.7根据2型误差放大器的零点、极点位置计算相移12.8考虑ESR时LC滤波器的相移12.9设计实例——含有2型误差放大器的正激变换器反馈环路的稳定性12.103型误差放大器的应用及其传递函数12.113型误差放大器零点、极点位置引起的相位滞后12.123型误差放大器的原理图、传递函数及零点、极点位置12.13设计实例——通过3型误差放大器反馈环路稳定正激变换器12.143型误差放大器元件的选择12.15反馈系统的条件稳定12.16不连续模式下反激变换器的稳定12.16.1从误差放大器端到输出电压节点的直流增益12.16.2不连续模式下反激变换器的误差放大器输出端到输出电压节点的传递函数12.17不连续模式下反激变换器误差放大器的传递函数12.18设计实例——不连续模式下反激变换器的稳定12.19跨导误差放大器参考文献第13章谐振变换器13.1引言13.2谐振变换器13.3谐振正激变换器13.3.1某谐振正激变换器的实测波形13.4谐振变换器的工作模式13.4.1不连续模式和连续模式;过谐振模式和欠谐振模式13.5连续模式下的谐振半桥变换器13.5.1并联谐振变换器(PRC)和串联谐振变换器(SRC)13.5.2连续模式下串联负载和并联负载谐振半桥变换器的交流等效电路和增益曲线13.5.3连续模式(CCM)下串联负载谐振半桥变换器的调节13.5.4连续模式下并联负载谐振半桥变换器的调节13.5.5连续模式下串联/并联谐振变换器13.5.6连续模式下零电压开关准谐振变换器13.6谐振电源小结参考文献第14章开关电源的典型波形14.1引言14.2正激变换器波形14.2.180%额定负载下测得的Vds和Id的波形14.2.240%额定负载下的Vdc和Ids的波形14.2.3导通/关断过程中漏源极间电压和漏极电流的重叠14.2.4漏极电流、漏源极间的电压和栅源极间的电压波形的相位关系14.2.5变压器的次级电压、输出电感电流的上升和下降时间与功率晶体管漏源电压波形14.2.6图14.1中的正激变换器的PWM驱动芯片(UC3525A)的关键点波形14.3推挽拓扑波形概述14.3.1最大、额定及最小电源电压下,负载电流最大时变压器中心抽头处的电流和开关管漏源极间的电压14.3.2两开关管Vds的波形及死区期间磁心的磁通密度14.3.3栅源极间电压、漏源极间电压和漏极电流的波形14.3.4漏极处的电流探头与变压器中心抽头处的电流探头各自测量得到的漏极电流波形的比较14.3.5输出纹波电压和整流器阴极电压14.3.6开关管导通时整流器阴极电压的振荡现象14.3.7开关管关断时下降的漏极电流和上升的漏源极间电压重叠产生的交流开关损耗14.3.820%最大输出功率下漏源极间电压和在变压器中心抽头处测得的漏极电流的波形14.3.920%最大输出功率下的漏极电流和漏极电压的波形14.3.1020%最大输出功率下两开关管漏源极间电压的波形14.3.11输出电感电流和整流器阴极电压的波形14.3.12输出电流大于最小输出电流时输出整流器阴极电压的波形14.3.13栅源极间电压和漏极电流波形的相位关系14.3.14整流二极管(变压器次级)的电流波形14.3.15由于励磁电流过大或直流输出电流较小造成的每半周期两次“导通”的现象14.3.16功率高于额定最大输出功率15%时的漏极电流和漏极电压的波形14.3.17开关管死区期间的漏极电压振荡14.4反激拓扑波形14.4.1引言14.4.290%满载情况下,输入电压为其最小值、最大值及额定值时漏极电流和漏源极间电压的波形14.4.3输出整流器输入端的电压和电流波形14.4.4开关管关断瞬间缓冲器电容的电流波形参考文献第15章功率因数及功率因数校正15.1功率因数15.2开关电源的功率因数校正15.3校正功率因数的基本电路15.3.1用于功率因数校正的连续和不连续工作模式Boost电路对比15.3.2连续工作模式下Boost变换器对输入网压变化的调整15.3.3连续工作模式下Boost变换器对负载电流变化的调整15.4用于功率因数校正的集成电路芯片15.4.1功率因数校正芯片Unitrode UC385415.4.2用UC3854实现输入电网电流的正弦化15.4.3使用UC3854保持输出电压恒定15.4.4采用UC3854芯片控制电源的输出功率15.4.5采用UC3854芯片的Boost电路开关频率的选择15.4.6Boost输出电感L1的选择15.4.7Boost输出电容的选择15.4.8UC3854的峰值电流限制15.4.9设计稳定的UC3854反馈环15.5Motorola MC34261功率因数校正芯片15.5.1Motorola MC34261的详细说明(图15.11)15.5.2MC34261的内部逻辑及结构(图15.11和图15.12)15.5.3开关频率和L1电感量的计算15.5.4MC34261电流检测电阻(R9)和乘法器输入电阻网络(R3和R7)的选择参考文献第16章电子镇流器——应用于荧光灯的高频电源16.1引言:电磁镇流器16.2荧光灯的物理特性和类型16.3电弧特性16.3.1在直流电压下的电弧特性16.3.2交流驱动的荧光灯16.3.3带电子镇流器荧光灯的伏安特性16.4电子镇流器电路16.5DC/AC逆变器的一般特性16.6DC/AC逆变器拓扑16.6.1电流馈电式推挽拓扑16.6.2电流馈电式推挽拓扑的电压和电流16.6.3电流馈电拓扑中的“电流馈电”电感的幅值16.6.4电流馈电电感中具体磁心的选择16.6.5电流馈电电感线圈的设计16.6.6电流馈电拓扑中的铁氧体磁心变压器16.6.7电流馈电拓扑的环形磁心变压器16.7电压馈电推挽拓扑16.8电流馈电并联谐振半桥拓扑16.9电压馈电串联谐振半桥拓扑16.10电子镇流器的封装参考文献第17章用于笔记本电脑和便携式电子设备的低输入电压变换器17.1引言17.2低输入电压芯片变换器供应商17.3凌特(Linear Technology)公司的Boost和Buck变换器17.3.1凌特LT1170 Boost变换器17.3.2LT1170 Boost变换器的主要波形17.3.3IC变换器的热效应17.3.4LT1170 Boost变换器的其他应用17.3.5LTC其他类型高功率Boost变换器17.3.6Boost变换器的元件选择17.3.7凌特Buck变换器系列17.3.8LT1074 Buck变换器的其他应用17.3.9LTC高效率、大功率Buck变换器17.3.10凌特大功率Buck变换器小结17.3.11凌特低功率变换器17.3.12反馈环的稳定性17.4Maxim公司的变换器芯片17.5由芯片产品构成的分布式电源系统

压力变送器毕业论文

PLC和变频器在中央空调系统中的节能应用摘要:介绍一种以PLC作为总控制部件,采用变频器控制中央空调冷冻水循环泵,构成恒压循环供水;变频调速循环供水,以及用PLC控制一台软起动器分别起动4台井水泵的控制系统。从而实现节能的目的,提高系统的可靠性,确保设备的安全运行。关键词:PLC;变频器;软起动器;节能1引言晶澳太阳能有限公司采用3台设备制冷机组用于生产设备制冷,设备冷冻水循环泵2台,额定功率30kW,一备一用。另采用2台空调制冷机组用于环境制冷,空调冷冻水循环泵3台,额定功率37kW,二用一备。两种循环水泵均为工频全速运转,由于设备冷冻水采用传统的固定节流方式来满足生产设备恒压供水要求和空调冷冻水采用固定节流的方式实现调节室内温度的目的,造成了大量电能的浪费,减短了水泵和阀门的使用寿命。现改造为由PLC作为核心控制部件,由变频器和设备冷冻水泵组成恒压供水系统。空调冷冻水根据温差△T控制原理,由变频器,PID温差控制器,温度变送器,循环泵组成温差△T控制变频调速系统。现公司有4口水井,井水泵额定功率为75kW,采用工频恒速运行。井水统一供给两种制冷机组冷却水、其他车间用水、消防用水等。由于井水泵的自耦降压起动方式控制机构宠大,故障率高。现改造为由PLC控制一台软起动器分别起动4台井水泵的起动方式。2硬件配置设计选用一台PLC作为核心控制部件,控制井水泵的软起动,设备冷冻水恒压供水和空调冷冻水的变频调速。其中,PLC选用Siemens公司的s7-200,CPU选用S7-222,电源模块一块,数字扩展模块选用EM223 24VDC 16输入/16输出。共24个输入点,22个输出点。数字量输入主要有循环泵手/自动运行方式的切换,循环水泵和井水泵的手动启/停操作和井水流量反馈。数字输出点用于19点继电器输出和两个冷冻水系统故障报警和井水流量报警。变频器选用MicroMaster430系列2台,一台额定功率30kW,用于控制设备冷冻水循环泵,另一台额定功率37kW,用于控制空调冷冻水循环泵。MicroMaster430系列变频器是风机类和水泵类的专用变频器,它拥有内置PID调节器,可以提高供水压力的控制精度,改善系统的动态响应。软起动器选用SIRIUS 3RW40系列一台,额定功率75kW,用于软起动井水泵。PID温差控制器一台,选用Transmit(全仕)G-2508系列PID双路温差控制器,用于设定温差,并将PID处理后的4~20mA的模拟信号送至变频器。压力变送器一个,用于检测设备冷冻水的管网压力,并将压力信号反馈给变频器。温度变送器两个,用于检测蒸发器两端的温度,并将温度信号送至PID温差控制器。3控制方案设计3.1设备冷冻水恒压供水控制方案设计控制原理如图2所示,设备冷冻水循环系统是一个密闭的系统,由1#,2#循环泵供水,供水压力要求在4.0±0.5Mbar。正常情况下,一台循环泵工频全速运转时,出水压力可达7.5 Mbar。具有很大的裕量,为避免电能的浪费,将设备冷冻水循环系统设计为恒压供水系统。方案设计有手动/自动两种工作方式。在手动方式下,工作人员可以根据实际情况现场决定起/停水泵的变频运行,并设最高优先控制级,不受PLC的自动控制,以保证检修或出现故障时的安全使用。自动方式控制过程:将控制面板上设备冷冻水泵的手动/自动开关,打到“自动”档,由井水泵的运行给定PLC设备冷冻水泵的起动信号,PLC控制KM11吸合,并与变频器通信,由变频器1F软起动1#循环泵。压力变送器检测设备冷冻水管网压力,转化为4~20mA的模拟信号反馈至变频器1F,变频器1F通过内置的PID将检测压力与压力给定值进行比较优化计算,输出运行频率调节1#循环泵的转速。当压力变送器检测到的管网压力低于给定压力时,变频器输出频率上升,增加1#泵的转速,提高管网压力;反之,则频率下降,降低1#水泵的转速。为防止备用泵在备用期间发生锈蚀现象,在自动控制方式下,将1#、2#循环泵设置起始/停止周期,使其自动定时循环使用。为避免在水泵切换时,管网压力变化过大,应采取必要的起/停时间协调措施,以尽量保证水压的稳定,并在切换过程中,对压力检测信号进行一定延时的“屏蔽”,防止变频器在较高的压力信号下不起动。切换过程为:当设定的循环周期已到时,屏蔽压力检测信号。将正在运行的水泵的频率升至50Hz后切换为工频运行,之后将备用泵变频起动(备用泵与运行泵不固定),在频率升至30Hz时,切除工频泵,并取消对压力信号的屏蔽,恢复正常运行,如此循环。在水泵切换时为了防止KM11与KM12、KM21与KM22、KM11与KM22误动作同时吸合发生故障,须将它们电气互锁和程序互锁。当工作泵发生故障时,则立即停止工作泵,将备用泵投入变频运行,并输出声光报警,提示工作人员及时检修,当变频器发生故障时则停止水泵运行立即输出报警。3.2空调冷冻水系统循环泵变频调速控制方案设计控制原理如图3所示,空调冷冻水系统的供回水温度之差反映了冷冻水从室内携带热量的情况。温差大,说明室内温度高,应提高冷冻水泵的转速,加快冷冻水循环;反之,温差小,说明室内温度低,可以适当降低冷冻水泵的转速,减缓冷冻水循环。一般中央空调冷冻水系统设计温差为5oC~7oC。通过温差△T控制,控制冷冻水系统的循环状态,可以降低能源损耗,延长水泵的寿命。此外,空调冷冻水系统是一个密闭的系统不必考虑恒压问题。差控制器和循环泵温差闭环变频调速系统,控制冷冻水泵的转速随着室内热负载的变化而变化。工作过程为:温度变送器1、2分别在空调机组蒸发器输入和输出端测得温度后,转换为4~20mA的标准信号送入PID温差控制器,经PID与给定温差值比较处理后,输出4~20mA的标准信号到变频器2F的模拟量输入端,变频器2F输出相应频率,调节循环水泵的转速,达到控制温度的目的,形成一个完整的闭环控制系统。系统设计为手动和自动两种控制方式手动方式工作过程与设备冷冻水泵手动工作方式类似自动控制过程为:将控制面板上的空调冷冻水循环泵手动/自动控制开关打到“自动”档,系统将在自动方式下运行,由井水泵的运行给定PLC空调冷冻水泵起动指令后,首先控制KM31吸合投入3#循环泵变频运行,由温度变送器1、2检测蒸发器两端的温度,并将温度信号送到PID温差控制器,PID温差控制器将检测到的温差与给定温差比较处理后的标准信号反馈给变频器2F。若检测到的温差大于温差给定值时,变频器2F提升输出频率,提高水泵的转速,加快冷冻水的循环;反之,则降低频率,降低水泵转速。在自动运行方式下,将3台水泵设定自动循环周期,定时自动循环使用。3台水泵的开闭顺序为“先开先关”的顺序,当室内热负荷加大时,若变频器2F的输出频率已升至50Hz,经一定延时(如20min),当检测温差值仍大于温差给定值时,通过PLC程序控制,把3#水泵切换为工频运行,再投入4#水泵变频运行,如此循环,直到变频运行5#水泵。当3台水泵被全部投入运行,且变频泵频率已至50Hz,经延时若频率仍没下降,则由PLC输出报警,提醒工作人员及时修改空调机组设定值;相反,当室内热负荷减小时,变频器2F降低输出频率,降低5#泵的转速,当频率降到20Hz时,若检测温差值仍低于温差给定值时,经延时(如20min),停止3#泵,依此类推。为保证变频器2F只控制一台水泵,将KM31、KM41和KM51电气互锁和程序互锁,同时须将KM31与KM32、KM41与KM42、KM51与KM52电气互锁。当变频器2F或水泵发生故障时,由PLC输出声光报警,提示工作人员及时检修。3.3井水泵软起动控制方案设计如图1所示,利用PLC控制一台软起动器,即可分别起动4台井水泵.将井水泵的运行方式设计为手动方式。具体控制过程为:按下控制面板上相应的起动按钮,如按下6#泵起动按钮,PLC控制KM61吸合并运行软起动器,软起动6#井水泵。当软起动器起动完毕后利用其辅助触点反馈信号给PLC,PLC断开KM61并立即闭合KM62,将6#井水泵切入工频运行,并停止运行软起动器,依此类推。为防止软起动器同时起动两台以上的井水泵,须将KM61、KM71、KM81、KM91电气互锁和程序互锁,另须将KM61与KM62、KM71与KM72、KM81与KM82、KM91与KM92电气互锁,4 S7-200与MM430变频器的通信设置S7-200PLC作为核心控制部件,它有总线访问权,可以读取或改写变频器的状态,控制软起动器的运行状态,从而达到控制和监视设备运行状态的目的。系统采用总线式拓扑结构,两台变频器采用总线接插件连入总线。S7-200选用S7-222CPU,软件采用WIN3.2。采用西门子Profibus屏蔽电缆及9针D形网络连接头。利用S7-222的自由通信口功能,即RS485通信口。由用户程序实现USS协议与两台MM430变频器通信。在硬件连接完毕后,需要对两台MM430变频器的通信参数进行设置,如表1所示。5软件设计在应用设计中,PLC起到“总监总控”的角色,可以对两台变频器的状态进行查询和控制。程序首先将S7-222的通信口初始化为自由通信口方式,然后程序进入一个顺序控制逻辑功能块。控制顺序为:手动起动井水泵,在井水流量满足要求的情况下,自动运行设备冷冻水循环泵和空调冷冻水循环泵。在PLC的程序中设计了井水泵的手动软起动井水泵控制、设备冷冻水循环泵和空调冷冻水循环泵自动定时循环程序;同时设计了设备冷冻水循环泵和空调冷冻水循环泵的手动控制程序。在本系统中采用了变频器自身控制的方法,这样就省去了对PLC的PID算法的编程。6结论本系统设计实际应用运行一个夏季后,得出与上个季度循环水泵电能消耗数据及故障次数如表2所示。数据显示,系统改造后节能达30%以上,并且在春,秋、冬季节空调冷冻水循环泵的节能效果会更加明显,并且故障发生次数大幅下降。因此采用调速调节流量的方式,可以大幅度降低截流能量的损耗,具有显著的节能效果,并能延长水泵的寿命,提高系统运行的稳定性,降低生产成本,提高生产效率。参考文献[1]王仁祥,王小曼.变频器在中央空调中的应用.通用变频器选型,应用与维护.北京:人民邮电出版社,2002:176-202.[2]西门子有限公司.MM430通信设置.MICROMASTER430使用大全.2003.12.[3]蔡行健.S7-200模块.深入浅出西门子S7-200PLC.北京:北京航空航天出版社,2003:95-125.[4]原魁,刘伟强.变频器基础及应用.北京:冶金工业出版社,2006.[5]罗宇航.流行PLC实用程序及设计(西门子S7-200系列).西安:西安电子科技大学出版社,2004.叮叮猫进士 回答采纳率:42.2% 2010-03-24 20:38 随着我国经济的高速发展,交流变频调速技术已经进入一个崭新的时代,其应用越来越广泛。而电梯作为现代高层建筑的垂直交通工具,与人们的生活紧密相关。随着人们对其要求的提高,电梯得到了快速的发展,其拖动技术已经发展到了变压变频调速,其逻辑控制也由PLC代替原来的继电器控制。通过对变频器和PLC的合理选择和设计,大大提高了电梯的控制水平,并改善了电梯运行的舒适感,使电梯得到了较为理想的控制和运行效果。并利用旋转编码器发出的脉冲信号构成位置反馈,实现电梯的精确位移控制。通过PLC程序设计实现楼层计数、换速信号、开门控制和平层信号的数字控制,取代井道位置检测装置,提高了系统的可靠性和平层精度。该系统具有先进、可靠、经济的特色。该电梯控制系统具有司机运行和无司机运行的功能,并且具有指层、厅召唤、选层、选向等功能和具有集选控制的特点。关键词: 电梯; PLC; 变频调速; 旋转编码器ABSTRACTAs China's rapid economic development, exchange of VVVF technology has entered a new era, its application more widely. The elevator as a modern high-rise building the vertical transport, and is closely related to people's lives, as people raise their requirements, the lift has been the rapid development of its technology has developed to drag the PSA Frequency Control, the logic control Also by the PLC to replace the original control relays.Through the PLC chip and a reasonable choice and design, Greatly improving the control of the elevator, the elevator and to improve the operation of comfort, so that the lift has been better control and operation results. And using a rotary encoder pulse a position feedback, and lift the precise control of displacement. PLC program designed to achieve through the floor count, for speed signal, to open the door of peace control of the digital control signals to replace Wells Road location detection devices, improving the reliability of the system accuracy of the peace. The system has advanced, reliable and economic characteristics.The elevator control system has run drivers and drivers operating without that manual and automatic features, and with that layer, called the Office for the election of the Commission to function, with election-control characteristics.Keywords: lift ; PLC; VVVF; rotary encoder目 录1 绪论 11.1 PLC控制交流变频电梯的简介 11.2 电梯控制的国内外发展现状 21.3 题目选择的来源与意义 31.4 本文所做的主要工作 32 电梯设备的介绍 42.1 电梯设备 42.1.1 电梯的分类 42.1.2 电梯的主要参数 42.1.3 电梯的安全保护装置 53 变频器的选择及其参数计算 73.1 变频器的分类 73.2 变频器的选择 73.2.1 变频器品牌型号的选择 73.2.2 变频器规格的选择 83.2.3 选择变频器应满足的条件 83.3 VS-616G5型通用型变频器 83.4 变频器有关参数的计算 103.4.1 变频器容量的计算 103.4.2 变频器制动电阻的计算 114 PLC的选择及硬件开发 124.1 PLC简介 124.2 控制器件的选择 144.2.1 PLC的选择 144.2.2 轿厢位置的检测元件 144.3 PLC硬件系统的设计 164.3.1 设计思路 194.3.2 I/O点数的分配及机型的选择 215 系统软件开发 255.1 电梯的三个工作状态 255.1.1 电梯的自检状态 255.1.2 电梯的正常工作状态 255.1.3 电梯的强制工作状态 265.2 系统的软件开发方法确定 265.2.1 软件设计特点 265.2.2 软件流程 275.2.3 模块化编程 295.3 系统的软件开发 305.3.1 电路的开关门运行回路 305.3.2 电梯的外召唤信号的登记消除及显示回路 335.3.3 利用旋转编码器获取楼层信息 355.3.4 呼梯铃控制与故障报警 355.3.5 电梯的消防运行回路 36结 论 38致 谢 39参考文献 40附录 Ⅰ VS-616G5型变频器的常用参数 41附录 Ⅱ VS-616G5变频器主要参数设置表 42附录 Ⅲ 梯形图 43

1、论文题目:要求准确、简练、醒目、新颖。 2、目录:目录是论文中主要段落的简表。(短篇论文不必列目录) 3、提要:是文章主要内容的摘录,要求短、精、完整。字数少可几十字,多不超过三百字为宜。 4、关键词或主题词:关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的,是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作机系统标引论文内容特征的词语,便于信息系统汇集,以供读者检索。 每篇论文一般选取3-8个词汇作为关键词,另起一行,排在“提要”的左下方。 主题词是经过规范化的词,在确定主题词时,要对论文进行主题,依照标引和组配规则转换成主题词表中的规范词语。 5、论文正文: (1)引言:引言又称前言、序言和导言,用在论文的开头。 引言一般要概括地写出作者意图,说明选题的目的和意义, 并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。 〈2)论文正文:正文是论文的主体,正文应包括论点、论据、 论证过程和结论。主体部分包括以下内容: a.提出-论点; b.分析问题-论据和论证; c.解决问题-论证与步骤; d.结论。 6、一篇论文的参考文献是将论文在和写作中可参考或引证的主要文献资料,列于论文的末尾。参考文献应另起一页,标注方式按《GB7714-87文后参考文献著录规则》进行。 中文:标题--作者--出版物信息(版地、版者、版期):作者--标题--出版物信息 所列参考文献的要求是: (1)所列参考文献应是正式出版物,以便读者考证。 (2)所列举的参考文献要标明序号、著作或文章的标题、作者、出版物信息。

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