基于DSP的锂电池充电供电控制系统设计

为满足电力机车在无电区的供电需求,同时兼顾锂电池(磷酸铁锂)的自动充电、供电要求和环境温度要求,本文在锂电池的充电和供电的需求基础上,设计了基于DSP的锂电池控制系统,对控制系统的总体设计、硬件电路、控制算法和程序等进行介绍,实现了锂电池充电以及供电的自动化运行策略。实验证明:本文设计的锂电池控制系统可有效满足锂电池充电和供电的要求,具有较好的实用性和可靠性。

基于SiC与IGBT的驱动电路设计

功率半导体器件是电力电子系统中的关键器件。目前市面上主流的功率半导体器件有绝缘栅双极型晶体管(insulate-gate bipolar transistor,IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET)、碳化硅(silicon carbide,SiC)等,并且其设计逐渐向大功率、高电压发展,此时设计一种稳定可靠的驱动电路就显得尤为重要。分析了1ED34x1Mc12M驱动芯片的各项参数,并以该芯片为核心设计了驱动及保护电路。该电路可用于驱动及保护IGBT和SiC。实验结果表明,该驱动电路输出功率大、稳定性好,可以满足IGBT和SiC驱动的实际需求。

基于DSP的应急电源智能温度控制系统设计

随着目前智能控制系统的发展,传统温控系统逐渐显现出精确度不足、稳定性差、传统显示屏开发难、编程更复杂等问题。因此设计了一种智能温控系统,选用USART-HMI触摸屏作为主机,以DSP F28035控制器作为从机,以NTC热敏电阻实现环境温度数据采集,并在USART-HMI触摸屏上实时显示采集的温度。USART-HMI触摸屏与DSP F28035控制器之间使用RS485通信,用户可通过USART-HMI触摸屏对目标温度进行设定。结果表明,USART-HMI触摸屏能实时监测并显示当前环境温度,NTC精度可达±0.1℃,系统性能稳定可靠,具有很好的可推广性。

电力机车应急供电装置监控系统设计

针对电力机车应急供电装置内部构成复杂、运行功能多样、控制逻辑复杂、模块间通信距离长、装置内电磁干扰强等通信难题,以触摸屏作为上位机、DSP作为核心控制器、结合CAN、RS485、以太网三种通信控制方法,设计一套电力机车应急供电装置监控系统。实现了电力环境参数的采集、传输、显示以及预警功能。系统硬件配置综合考虑了程序存储空间、代码运行速度、I/O数目、电磁干扰等因素,分别开发了用于整机监控模块管理的上位机和下位机程序。并在实际运用中搭建测试平台,高效率地完成了通信需求。本系统设计可实现对电力机车应急供电装置的本机调度管理,对提高整体自动化水平有重要意义。

电力机车辅助供电系统充电器的研制

电力机车辅助供电系统在机车行驶至无电区或接触网无电时,为其提供电能。针对电力机车辅助供电系统的充电需求和应用环境,本文设计了一种电力机车辅助供电系统充电器,选用不控整流加H桥集成碳化硅(SiC)功率逆变模块加高频变压器隔离、快速二极管整流电路的拓扑结构,并对核心器件进行参数计算与选型。基于DSP核心控制器完成了充电器控制系统设计,采用恒流-恒压双PI软件控制算法实现了智能化快速充电功能。实验结果表明:本充电器方案设计合理,控制算法性能可靠,满足电力机车辅助供电系统的充电需求和应用环境。

电力机车应急供电装置网侧检测系统研究

电力机车应急供电装置在机车运行至无电区或入库检修接触网无电时为其进行应急供电。为兼顾不同型号机车内负载对供电电压频率的不同需求,供电装置中的逆变器模块需要自适应调频调压输出,对辅助供电网的电压频率、有效值的检测必不可少。本文根据单同步坐标系软件锁相环算法原理,针对应急供电装置对网侧检测的需求,设计了网侧频率和电压检测的总控制逻辑,完成了硬件采样电路的设计及软件锁相环算法的程序实现。最后进行样机测试实验,实验结果证明了这种检测系统的有效性。

矿用电机车铅酸蓄电池智能充电器的研究

现有的矿用电机车铅酸蓄电池组充电器存在充电电压不能满足蓄电池组相关要求、无法实现对蓄电池组的多段恒流充电的问题。文章分析了产生以上问题的原因,指出为满足先恒流、后恒压的蓄电池理想充电特性,应综合考虑蓄电池类型、环境温度、使用程度这3个因素来设计充电器的充电特性曲线;采用两段式充电法设计了一种新型的智能充电器,详细介绍了该智能充电器的主电路和控制器电路结构。试运行结果表明,该智能充电器在抗震、防潮、电磁兼容性、可靠性等方面均满足实际运用的要求。

一种新型矿用铅酸蓄电池智能充电器的研制

针对传统的矿用铅酸蓄电池充电器体积大、充电效率低、输入功率因数低等问题,研制了一种新型智能充电器。该充电器由多环节电压功率单元组成,通过对IGBT逆变器的方波脉冲进行移相控制,实现从输入2种制式的交流三相电压至直流电压0～300V、电流0～120A的连续可调节变换。实验结果表明,该充电器很好地实现了恒流至恒压再至浮充的三段式工作模式,充电电流、电压都比较平稳;充电过程中蓄电池组电解液密度反应平稳,无气泡冒出,温度无明显变化。

电力机车辅助电机供电系统的研究设计

通过分析电力机车劈相机辅助供电存在的问题,研究设计了一种静止式的交直交变流器,采用"一整多逆"的电路结构方案,应用于SS3B电力机车为辅助电机供电。变流器输入将原来并联绕制的两个变压器"双饼绕组"改为串联连接以提高输入电压。将逆变器输出的SPWM波滤波成"准正弦波",以满足普通异步电动机的运行要求。按照电力机车辅机的类型和运行工况,给三个逆变器单元分配负载。

逆变器用IGBT吸收电路的仿真研究

IGBT的开关速度很高,关断时一般会产生过电压,实际电路中通常都会在IGBT旁加吸收电路(缓冲电路)。针对其中五种吸收电路的特点、适用范围进行了描述和比较,并利用MATLAB软件对IGBT(三菱公司的两种第五代IGBT模块)的吸收电路进行了仿真,并给出了试验波形和优化的吸收电路参数选择。

交流传动互馈试验台改进型转差频率控制系统

基于交流传动互馈试验台,研究和实现了改进的转差频率控制策略。在该控制系统中,同时分别控制联轴驱动的交流电机和作为负载的交流电机,应用PI调节器实现了对互馈试验台速度和电流的双闭环控制,采用电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)的控制算法。在互馈试验台上完成了功率100kW的系统试验,试验结果证明了这种控制策略的有效性。

交流牵引传动能量互馈试验台的研究

提出了一种交流牵引传动互馈试验平台,分析了它的组成、功能和工作原理,研究了互馈试验台的双变流机组-电机联合控制特性。试验结果证明系统具有高效节能、控制灵活、性能优越等优点。

机车蓄电池智能检测与数据地面转储分析系统

本文以东风8B型内燃机车蓄电池为对象,设计了一种检测蓄电池的电压、温度和分析容量的系统,实现对蓄电池组中单节蓄电池电压和温度的在线检测,通过数据转储地面分析,给出预警报告。本系统由3部分组成:蓄电池数据采集模块、数据分析转储模块和地面数据分析软件模块。与以往蓄电池在线检测方法相比,本系统用上位机分析处理数据,减少了下位机处理数据的工作量,数据处理和分析能力强,在线检测实时性强;并通过统计算法对转储来的数据预测,估算单节蓄电池的容量和不良状态,给出预警信息等分析报告,对机车蓄电池的检修维护提供作业指导。

“二本”院校本科生报考研究生中的问题与建议

对华北科技学院电子信息工程学院2011年考研情况进行了统计分析。根据考研升学率、报考率、初试上线率、上线考生复试率以及第一志愿录取率,分析了本科生考研报考环节中存在的问题,提出了关于报考研究生的相关建议。

支持网络融合的采煤机监控关键技术研究

针对现有采煤机监控系统布线困难、设备维修不便、开发成本高等不足,研究一种低成本、易配置、支持网络融合的采煤机无线监控网络设计方案。终端节点和网关节点均以CC2530为核心控制芯片,通过连接不同的外围电路,完成Zigbee网络组网以及Zigbee网络与GPRS网络的融合;网关节点通过串口连接SIM900A,监测数据通过GPRS网络传输至中心服务器。试验表明,该无线网络数据传输丢包率低,具有一定的应用价值。

矿用相控整流器控制系统的研究

从煤矿工作面设备用电多样化以及设备用电需要稳压的需求入手,研究了一种新型的矿用相控整流器控制系统。研究了基于芯片KJ009和KJ042的脉冲触发电路,通过调节触发脉冲的移相来控制输出电压。研究了基于DSP芯片的电压采样与硬件PI闭环控制电路对输出电压进行稳压。最后通过实验研究实现了对相控整流器直流侧输出电压的移相和稳压调节功能。

逆变器用IGBT吸收电路的Matlab仿真研究

IGBT的开关速度很高,关断时一般会产生过电压,实际电路中通常都会在IGBT旁加吸收电路(缓冲电路)。针对其中五种吸收电路的特点、适用范围进行了描述和比较,并利用Matlab软件对IGBT(两种第五代IGBT模块)的吸收电路进行了仿真,并给出了试验波形和优化的吸收电路参数选择。

CAN总线在机车辅助变流器上的应用设计

针对神华集团神朔铁路SS_4B机车辅助变流器系统中用电设备多、分散、布线复杂、不易控制、调试不方便等缺点,提出了一种以DSP芯片为核心,基于CAN总线在机车辅助变流器上的应用控制设计。介绍了系统的整体结构、CAN通信协议、硬件电路和软件流程。通过实际运行表明,基于CAN总线的应用控制系统可以实现机车上分散安装设备的集中控制,以及实现远距离、高可靠性通信功能和远程监控、操作功能,极大地提高了电力机车的控制性能。

单片微机控制的开关磁阻电动机驱动系统

分析了开关磁阻电动机驱动（ＳＲＤ）系统的组成、运行原理和特点，给出了中点分裂直流电源型功率变换器的主电路形式，以及开关磁阻电动机（ＳＲＭ）在不同的运行区域时各种控制模式和开通、关断角的最佳组合方式。介绍了以８０９８单片微机为核心的ＳＲＭ控制器。试验证明ＳＲＤ系统具有较好的动、静态性能。

开关磁阻电机的几种功率变换器拓扑的性能分析

通过对开关磁阻电机运行原理的分析，提出开关磁阻电机对功率变换器的一般要求并给出了驱动开关磁阻电动机的功率变换器的八种电路拓扑，分为传统型和改进型两类。对其中每一种电路拓扑的性能、优缺点、适用场合等进行了分析研究。