基于FPGA的综合潮流控制器的设计与实现

分析了同相牵引供电系统的结构与原理,并提出了综合潮流控制器的一种设计与实现方案。该方案通过采用改进的瞬时无功功率检测方法,计算出补偿电流并通过控制背靠背的SVG系统实现同相牵引供电和电能质量综合治理。详细介绍了以FPGA为核心的综合潮流控制器的设计和实现方法,该控制器由先进的FPGA、A/D转换和IGBT等电路构成,通过对多路电压、电流实时输入信号进行采集和处理,由FPGA快速计算生成指令电流,最后再通过滞环调制方式控制背靠背的SVG系统从而实现同相牵引供电。仿真和实验验证了方案的正确性和有效性。     

基于潮流控制器的同相牵引供电系统方案研究

文章提出了以大容量潮流控制器为中心,结合斯科特变压器构成同相牵引供电系统。该系统不仅能传递有功功率、补偿无功功率及谐波,还可以取消电分相。大容量潮流控制器由四重化的三电平电压源换流器组成,具有拓扑结构简单,提供容量大等优点。     

新型同相供电系统潮流控制器直流侧电压研究

新型同相供电系统潮流控制器是一种单相交直交变换装置,该装置结合三相两相平衡变压器能够实现电气化铁道的同相牵引供电。分析了潮流控制器中间直流侧电压波动的原因,在控制器的控制原理基础上分析了直流侧电压波动对装置输入输出电流波形的影响,并从抑制直流侧电压波动和改善输入输出电流质量方面提出了解决方案。进行了相关仿真验证,证明研究结论以及解决措施的有效性。     

同相牵引供电系统的补偿原理及再生制动特性

由平衡变压器和综合潮流控制器(integrated power flow controller,IPFC)组合构成的同相牵引供电系统可解决负序电流、谐波电流、无功电流的补偿及电分相方面存在的问题,分析了该供电系统的补偿原理,比较了牵引和再生制动状态同相牵引供电系统对电力系统供电质量的影响,指出制动状态下IPFC可在不改变控制策略的情况下将能量平衡地回馈到三相电网,节约电能。仿真结果验证了同相牵引供电方案的正确性。     

统一潮流控制器的分析与控制策略

文中分析了统一潮流控制器（UPFC）系统的电压、无功功率和有功功率的平衡,得到了与UPFC控制相关的2个重要结论。首先,分析表明在UPFC输入端电压保持不变的情况下,线路无功潮流的变化实际上是由并联变换器提供的;其次,UPFC端电压既可以从发送端控制也可以从接收端控制。基于以上分析,提出了一种新颖的UPFC控制策略。在该策略中并联变换器控制UPFC直流母线电压和输电线无功潮流,而串联变换器控制UPFC输入端母线电压幅值和输电线有功潮流。同时,在控制系统中加入有功／无功功率协调控制,可在潮流调节中获得良好的静态、动态性能。最后,通过实验验证了所提出的控制策略的有效性。     

基于双星型多电平潮流控制器与YNvd变压器的同相供电系统

针对高速电气化铁路领域中存在的负序、谐波与电分相问题,提出了一种基于双星型多电平潮流控制器与YNvd平衡变压器的新型铁路同相供电系统。该双星型多电平潮流控制器为交交变换结构,由四个多电平级联型H桥子模块链节组成,无需直流母线电容。与潮流控制器两端均通过降压隔离变压器连接于变压器二次侧的传统作法不同,该系统将双星型多电平潮流控制器的一侧连接于YNvd平衡变压器二次侧?相分接头,减少了一个降压隔离变压器的成本。分析了该同相供电系统的拓扑结构与工作原理,提出了一种综合控制策略,最后通过仿真验证了所提方案的可行性与有效性。     

同相贯通牵引供电系统综合潮流控制器设计

针对电气化铁道牵引供电系统存在大量的负序、谐波、无功等问题,提出了一种适用于牵引负载的同相贯通牵引供电系统交直交综合潮流控制器.交直交综合潮流控制器由两电平四重化PWM整流器和4个2H桥级联多电平逆变器组成.潮流控制器能够实现单位功率因数、低谐波含量三相整流,及时传递牵引负载需要的有功功率,使得牵引供电系统呈现出三相对称纯阻性负载特性.Matlab/Simulink下仿真结果,验证了该方案的正确性.     

基于V,v接线变压器的新型同相牵引供电系统

电气化铁道牵引供电系统存在的分相绝缘器,制约了高速重载铁路的发展。将V,v接线变压器与综合潮流控制器(IPFC)相结合,构造出的新型同相牵引供电系统。通过检测得到综合补偿电流并以此为参考,采用基于不定频滞环优化SVPWM电流控制方法,控制综合潮流控制器基本消除三相不平衡,并滤除谐波和无功。以一列满载运行的机车为对象,进行仿真研究,仿真结果验证了系统结构,检测方法以及控制方法是正确的,同相供电系统方案是可行的。     

统一潮流控制器的分析与控制策略

文中分析了统一潮流控制器（UPFC）系统的电压、无功功率和有功功率的平衡，得到了与UPFC控制相关的2个重要结论。首先，分析表明在UPFC输入端电压保持不变的情况下，线路无功潮流的变化实际上是由并联变换器提供的；其次，UPFC端电压既可以从发送端控制也可以从接收端控制。基于以上分析，提出了一种新颖的UPFC控制策略。在该策略中并联变换器控制UPFC直流母线电压和输电线无功潮流，而串联变换器控制UPFC输入端母线电压幅值和输电线有功潮流。同时，在控制系统中加入有功/无功功率协调控制，可在潮流调节中获得良好的静态、动态性能。最后，通过实验验证了所提出的控制策略的有效性。     

同相供电系统潮流控制器容量的优化配置

首先建立了潮流控制器(PFC)综合补偿的数学模型,给出了针对任意三相—两相接线变压器的PFC综合补偿电流的通用表达式;进而提出了以牵引变电所完全补偿和满意补偿为目标的PFC容量综合配置方法。利用3种不同的牵引负荷,分别对按照2类补偿目标设计的PFC容量综合配置方案进行分析和比较。实例分析表明,采用文中所提出的配置方法,PFC可在负荷周期内满足满意补偿的目标,显著降低了自身的工程造价,同时实现了对装置容量的充分利用。     

基于FPGA的UART控制器设计

在数据通信、计算机网络以及分布式工业控制系统中,串行通信是用来交换数据和信息的常用方式。为了实现FPGA和上位机的串行通信,用硬件描述语言Verilog HDL编写程序,实现了在Xilinx公司的FPGA器件XC3S200内部嵌入UART控制器,并进行了Modelsim下的仿真和FPGA与PC机的通信测试,效果良好。该UART控制器用软件实现了UART内核、信号监测器、移位寄存器、波特率发生器、计数器、总线选择器等以前硬件芯片所实现的功能,节省了电路板面积,且工作稳定、可靠,可以灵活地嵌入到一些通信系统当中。     

基于FPGA的逻辑信号源的设计与实现

本文介绍了逻辑信号源的原理和系统组成.阐述了系统平台的硬件设计及主要单元模块的功能,并对FPGA内部程序设计的主要思想和数据流程作了较详细介绍.仿真结果表明,系统可以输出包括SPI、IIC、USB、RS232、CAN等协议在内的多种串行数字码流,以及并行的数字码流. 测试结果表明,系统可以满足各种数字激励需求的数字信号,它们可以生成所需的1和0的码流,测试计算机总线、微处理器IC设备和其他数字系统.     

基于FPGA的DDR3控制器设计

作为SDRAM的第3代动态同步存储器,DDR3以其高速率存储、大容量、低功耗以及良好的兼容性得到广泛应用.基于目前高速信号存储领域对存储性能要求越来越高,利用Virtex-7系列FPGA实现了DDR3控制器,自行设计用户接口模块有效控制数据读写.该DDR3控制器有效解决了目前存储器速率有限、功耗较大、带宽较低的问题.最终通过Modelsim仿真平台进行功能仿真验证,并且在硬件平台测试,验证了该控制器稳定性好,占用资源少以及可移植性强.     

基于FPGA微波炉控制器设计

该设计用VHDL语言在MAX4-PLUSⅡ软件平台上通过编译、模拟仿真,完成了微波炉控制功能,实现了微波炉的测试、时间设置、烹调计时、完成提示等设计,并对时钟分频作了一定的探讨。此设计采用了现场可编程逻辑器件FPGA的ASIC设计,由控制模块、装载模块、计时模块和显示模块四大模块组成,而且它可以将所有器件集成在一块芯片上,体积大大减小,且外围电路很简单,易于实现。     

基于FPGA的高性能触发控制器设计

爆炸场参数测试现场环境比较恶劣,为提高触发控制器的可靠性与稳定性,设计了基于FPGA的高性能同步触发器.分别基于独立元器件与FPGA设计了触发控制器,并根据爆炸参数测试要求设计相关参数,同时分析了采用FPGA芯片设计带来的稳定性与可靠性等优点.通过多次实际实验表明,基于FPGA的触发控制器在极端温度条件下各通道同步时间小于50 ns,误触发率为0,具有更高的稳定性与可靠性.     

基于DSP和FPGA的转台控制器的设计实现

在电磁散射特性测试系统中,要求承载被测物体的转台能按照设定的速度、角度和角度间隔转动.本文设计的控制器基于DSP和FPGA的协同作业,DSP控制系统的执行流程,FPGA并行控制各个模块的运行.控制器通过它的前面板或主控计算机可以设定转动数据,启动后,它输出脉冲控制步进电机带动转台按照要求转动,同时显示转过的角度,并具有与测试设备和计算机实时通讯的功能.测试结果显示,控制器可以实现转动的各种要求,输出频率线性启动或停止的方式可以使转动角度的精度满足0.01度的要求.     

基于Web的电力异构系统信息综合查询的设计与实现

目前同一电力系统不同部门中存在许多相互独立的分布式异构信息系统.由于系统平台,地理位置、数据库管理系统和数据存储等方面的差异难以实现信息共享,针对这种现状,提出了基于Web的电力异构系统信息综合查询的设计和实现方案,它采用面向对象分析方法(OOA)、面向对象编程语言Java和基于B/S模式多层结构体系的异构系统联合统一管理方法,解决各异构信息子系统的跨平台难题,实现异构信息系统资源共享和信息综合查询。     

基于Web的电力异构系统信息综合查询的设计与实现

目前同一电力系统不同部门中存在许多相互独立的分布式异构信息系统.由于系统平台,地理位置、数据库管理系统和数据存储等方面的差异难以实现信息共享,针对这种现状,提出了基于Web的电力异构系统信息综合查询的设计和实现方案,它采用面向对象分析方法(OOA)、面向对象编程语言Java和基于B/S模式多层结构体系的异构系统联合统一管理方法,解决各异构信息子系统的跨平台难题,实现异构信息系统资源共享和信息综合查询.     

FPGA全数字电力电子变换控制器设计

针对目前的电力电子变换控制器多以数字信号处理器为核心进行设计、其存在的固有延时以及指令顺序执行特性无法满足一些实时性高、灵活性强的应用场合需求问题,研究了具有硬件并行与准模拟电路特性的现场可编程门阵列,可更好地用于构建高性能数字控制系统.通过分析电力电子控制器设计现状和FPGA电力电子控制器的典型应用,得出以FPGA为核心的电力电子控制器的特点,提出了具有指导意义的FPGA全数字电力电子控制器设计原则和设计方法.基于此,设计了有源电力滤波器FPGA全数字控制器,并与DSP控制器在控制性能上进行了具体比较,最后结合电力电子装置发展趋势对FPGA全数字控制器的应用前景进行了展望,期望为FPGA在电力电子控制器中的设计与应用提供有益思路.     

一种基于FPGA的磁致伸缩效应传感器控制器设计

采用现场可编程门阵列(FPGA)技术,设计了磁致伸缩效应检测传感器的控制器,在控制器内部嵌入了处理器、波形发生器、定时器和RAM功能模块.给出了FPGA的实现原理及配置,讨论了控制器的设计,并给出了仿真结果.该控制器记录回波检测时间可精确到ns级,缺陷定位准确,偏差小于0.1 mm.并且采用FPGA控制,可在线修改控制参数,电路结构简化,抗干扰能力强.