基于DSP的智能无功连续补偿装置的设计

研制了一种基于DSP的智能无功连续补偿装置,该装置以可调电压源为基础,既可连续补偿无功又可抑制谐波;采用DSP芯片TMS320F2812作为控制器的核心,保证动态、实时准确地补偿无功。文中介绍了该装置基本原理并进行了仿真验证,详细给出了系统硬件方案和软件流程。     

基于动态补偿的油田抽油机节能研究

为提高油田抽油机的功率因子,降低抽油机能耗,提出了一种基于动态补偿的抽油机节能控制方法。以油梁式抽油机为研究对象,介绍了其结构并分析了电路无功补偿基本原理。以DSP为核心搭建动态无功补偿装置,实现电压和电流数据的采集与转换,通过控制继电器并利用软开关技术投切补偿电容器,参考负载变化对动态无功功率进行实时补偿。采用TMS320LF2407芯片搭建相应控制系统。试验结果表明,动态补偿后,配电系统的功率因数大幅度提升,降低了抽油机能量损耗。     

基于瞬时无功功率理论的无功信号检测

分析了瞬时无功功率理论的ip—iq无功信号检测方法的原理,通过Matlab建立三相瞬时无功信号检测的仿真电路并进行仿真。以TMS320F2812 DSP芯片作为控制器件,采用硬件与软件相结合的方法实现了无功信号的检测,验证了该方法的有效性。     

基于DSP的交流采样设计

电力系统中需要快速、准确地采集多路电压、电流信号,文中设计了一种基于DSP的交流采集模块,对DSP芯片TMS320LF2407A和A/D转换芯片ADS8364作了简单介绍,重点阐述了ADS8364与DSP之间的接口设计.     

基于DSP的智能型ZVS软开关电镀电源设计

本文设计了一种开关管带并联辅助网络的零电压全桥软开关电路拓扑,具有节能增效、可靠性高的优势;采用TMS320LF2407A为核心控制芯片,得到了全桥移相PWM波形的输出,并设计了反馈信号调理电路与后端驱动电路,电路形式简洁紧凑,实现了软开关电镀电源的全数字化控制.     

一种带电压波动动态补偿的称重系统研究

为了消除称重传感器外部电源电压波动对称量不确定度造成的影响,对称重系统电压波动的检测和补偿方法进行了研究,分析了电阻应变片的应变效应和惠斯通电桥的测量原理,给出了称重传感器输出电压与外部电源电压之间的修正关系,提出了一种通过同步检测输出电压和外部电源电压信号动态补偿电压波动的方法,设计了基于数字信号处理器TMS320F28335以及模数转换芯片ADS1234的称重系统对所提出的方法进行了验证。研究结果表明,在外部电源电压的波动范围内,补偿后称量结果的相对误差始终小于1%,说明该方法能够用于有效提高称重系统的称量精度。     

基于ARM-DSP的嵌入式配电终端设计

采用ARM芯片AT91RM9200和DSP芯片TMS320F2812双组合处理器方案,实现了一种基于嵌入式系统的新型智能化配电终端.该终端解决了传统配电终端体积大、响应速度慢、可靠性不高、功能单一的问题,可以采用高速高精度的数字采样技术对三相电压电流进行监测,完成谐波分析、无功补偿、故障检测等功能,还可以提供友好的人机界面,便于用户进行管理控制.此外,该终端具有丰富的通信接口,可满足电力系统各种复杂的需要.     

静止同步补偿器(STATCOM)原理及性能分析研究

合理的无功功率补偿对于输配电系统非常重要.无功补偿装置已经由同步调相机、并联电容器发展到基于大功率电力电子器件的静止补偿装置.静止同步补偿器(STATCOM)是目前用于电力系统中性能较好的无功补偿装置,是柔性交流输电系统(FACTS)的核心.主要介绍了STATCOM的基本原理,指出了其与SVC相比所存在的优势以及STATCOM的发展现状及趋势.随着各电力用户对动态电压质量要求的不断提高,STATCOM必将在电力系统中得到更为广泛的应用.     

基于数据插值法的电网谐波FFT分析方法

随着DSP技术在数字化处理和数字控制系统领域越来越广泛的应用,为了提高并网逆变器的电网适应性,有必要通过DSP进行电网电压和电流谐波的FFT分析。Ti公司提供了以TMS320F28x系列芯片为基础的Lib库函数,包含FFT运算,使得在TMS320F28x系列芯片上很容易实现电网电压和电流的实时FFT分析。但是,FFT谐波分析算法要求对输入周期信号进行整周期截取,并采用等时间间隔的同步采样。如果输入信号是非同步采样,在进行FFT运算时就会发生严重的频谱混叠和泄漏,导致谐波分析结果存在较大误差。本文将采样数据插值法应用在基于DSP的FFT谐波分析算法中,导出了用非同步采样数据计算同步采样数据的插值公式,并将其应用于实际电网电压的谐波分析中,验证了其FFT运算精度得到很大提高,并已接近理想的FFT分析结果。     

基于TMS320F2812的数字化超声电机驱动器

提出了一种基于TMS320F2812的数字化超声电机(USM)驱动控制装置.该装置由PFC电路、DC/DC变换电路、频率可调的半桥逆变电路和以高性能DSP芯片TMS320F2812为核心的控制器组成.PFC电路提高装置的功率因素;DC/DC电路实现电压宽范围调节;高频逆变电路实现频率和相位均可调的超声频交流电的输出,直...     

基于ARM7电网无功补偿的研究

为解决电力系统因消耗过多无功功率而导致电网线路负担增大和运行效率降低的问题,该文根据电网末端电压值的大小计算出需要补偿无功功率的原理,设计了一套基于ARM7微控制器的无功补偿装置,可实时监控电网功率因数,采用PID控制方式精确计算无功功率,运用编码投切电容器进行无功补偿,用LCD12864显示屏显示相关数据,从而有效提高电压稳定性,改善了电压质量,减轻了电网线路负担,降低了输送功率损耗。     

基于改进Buck-Boost斩波电路的无功补偿器设计

针对电网中大量感性负载的投入使用造成电压降低和畸变的问题,以及现有无功补偿装置存在的不足,提出了一种新型的交流斩波无功补偿器.以改进后的Buck-boost交流斩波无功补偿器为研究对象,分析了交流斩波无功补偿的工作原理、补偿特性以及拓扑结构,通过状态空间方程建立了Buck-boost电路在不同工作状态下的数学模型,推导出补偿电流与占空比之间的关系.在此基础上,利用瞬时无功功率理论检测办法以及直接电流控制策略,搭建了Matlab仿真模型以进行实验验证.研究结果表明,基于直接电流控制的改进Buck-boost交流斩波无功补偿器可以实现对电网侧无功功率进行实时、动态补偿,具有潜在的实用价值.     

Adaptive filter design based on the LMS algorithm for delay elimination in TCR/FC compensators

Thyristor controlled reactor with fixed capacitor (TCR/FC) compensators have the capability of compensating reactive power and improving power quality phenomena. Delay in the response of such compensators degrades their performance. In this paper, a new method based on adaptive filters (AF) is proposed in order to eliminate delay and increase the response of the TCR compensator. The algorithm designed for the adaptive filters is performed based on the least mean square (LMS) algorithm. In this design, instead of fixed capacitors, band-pass LC filters are used. To evaluate the filter, a TCR/FC compensator was used for nonlinear and time varying loads of electric arc furnaces (EAFs). These loads caused occurrence of power quality phenomena in the supplying system, such as voltage fluctuation and flicker, odd and even harmonics and unbalancing in voltage and current. The above design was implemented in a realistic system model of a steel complex. The simulation results show that applying the proposed control in the TCR/FC compensator efficiently eliminated delay in the response and improved the performance of the compensator in the power system.     

Hierarchical control strategy for a three-phase 4-wire microgrid under unbalanced and nonlinear load conditions

This paper proposes an improved hierarchical control strategy consists of a primary and a secondary layer for a three-phase 4-wire microgrid under unbalanced and nonlinear load conditions. The primary layer is comprised of a multi-loop control strategy to provide balanced output voltages, a harmonic compensator to reduce the total harmonic distortion (THD), and a droop-based scheme to achieve an accurate power sharing. At the secondary control layer, a reactive power compensator and a frequency restoration loop are designed to improve the accuracy of reactive power sharing and to restore the frequency deviation, respectively. Simulation studies and practical performance are carried out using the DIgSILENT Power Factory software and laboratory testing, to verify the effectiveness of the control strategy in both islanded and grid-connected mode. Zero reactive power sharing error and zero frequency steady-state error have given this control strategy an edge over the conventional control scheme. Furthermore, the proposed scheme presented outstanding voltage control performance, such as fast transient response and low voltage THD. The superiority of the proposed control strategy over the conventional filter-based control scheme is confirmed by the 2 line cycles decrease in the transient response. Additionally, the voltage THDs in islanded mode are reduced from above 5.1% to lower than 2.7% with the proposed control strategy under nonlinear load conditions. The current THD is also reduced from above 21% to lower than 2.4% in the connection point of the microgrid with the offered control scheme in the grid-connected mode.     

基于电弧传感器的焊缝自动跟踪系统的研究

研制电弧传感器的焊缝自动跟踪系统 ,采用具有先进性能的开关型MIG MAG脉冲焊接电源 ,将电流和电压信号同时用作传感信号 ,通过电弧的扫描 ,既实现了焊接过程的自动跟踪 ,又解决了打底焊道的熔透问题 ,大大提高了产品焊接质量。     

基于DSP和ARM的磁阀式可控电抗器控制系统

为了对磁阀式可控电抗器(MCR)进行有效的控制和监测,以DSP和ARM数字处理器为核心,设计了MCR的控制系统。系统采样负载电压、电流,由dq算法得到需要补偿的无功功率,再由DSP控制算法输出对应晶闸管导通角的触发脉冲,进而调节MCR无功补偿量。基于ARM系统建立了界面友好的人机界面系统,供用户设置系统运行参数,查看系统运行数据,保存和查询故障记录。实验结果表明该系统可靠、实用。     

基于小波的全数字逆变焊机信号处理

从强干扰、高压、大电流的恶劣工作环境中,获得逆变焊机有用信号,是全数字焊接电源研发和工艺评判的关键。在分析研究脉冲宽度调制(Pulse width modulation,PWM)驱动原理的基础上,提出先对逆变焊机PWM驱动信号级的电流信号进行去噪,进而实现整个焊接电流信号的噪声滤除方法。构建硬门限阈值函数对信号进行小波分解,对小波分解的详细系数集去噪。同时构建模极大值判别函数,来搜寻详细系数的噪声奇异点,利用搜索结果对近似系数集的噪声进行线性滤除。选择相关参数的合适数值进行仿真试验,结果表明,该去噪方法能够很好地滤除焊接电流的噪声,保证信号不失真,获得有用的信号特征,为全数字逆变电源的研究和性能评价奠定基础。     

潜油电泵机组静止同步补偿器控制算法研究

文中根据潜油电泵机组消耗无功功率的特点,针对性地提出了适用于静止同步补偿器的基于前馈补偿PI的改进型电流直接控制算法,并采用MATLAB软件对控制算法的有效性和采用该算法的静止同步补偿器的无功补偿效果进行了仿真验证.     

电压偏差及负荷不平衡补偿的静止无功补偿器控制方法

针对企业配电网系统中电压波形波动以及三相负荷不平稳等问题,以静止无功补偿器(SVC)为研究对象,提出了一种基于电压偏差及负荷不平衡补偿的静止无功补偿器控制方法。采用Ziegler-Nichols方法,对SVC中电压控制器中参数进行了优化;通过采用虚拟对称三相系统的同步参考旋转坐标变换的补偿电纳的计算方法,对三相负荷的不平衡进行了补偿。仿真结果表明,该控制方法实现简单、运用灵活,且具有良好的动态响应速度及跟踪性能。