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電源技術(shù)發(fā)展論文范文第1篇

（一）供電系統(tǒng)的現(xiàn)狀

通信電源是通信系統(tǒng)必不可少的重要組成部分，其設(shè)計(jì)目標(biāo)是安全、可靠、高效、穩(wěn)定、不間斷地向通信設(shè)備提供能源。通信電源必須具備智能監(jiān)控、無(wú)人值守和電池自動(dòng)管理等功能，從而滿足網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的需求。通信電源系統(tǒng)由交流配電、整流柜、直流配電和監(jiān)控模塊組成。

（二）通信電源設(shè)備的更新?lián)Q代

近年來(lái)，隨著技術(shù)的進(jìn)步，特別是功率器的更新?lián)Q代，新型電磁材料的不斷使用，功率變換技術(shù)的不斷改進(jìn)，控制方法的不斷進(jìn)步，以及相關(guān)學(xué)科的技術(shù)不斷融合，通信電源在系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性，電磁兼容性，消除網(wǎng)側(cè)電流諧波、提高電能利用率、降低損耗、提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能等等方面都取得長(zhǎng)足的進(jìn)步。

（三）現(xiàn)行通信電源的電路模型和控制技術(shù)

目前通信電源的變換電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要采用雙單端電路，半橋電路和全橋電路，各有優(yōu)缺點(diǎn)。一般認(rèn)為，在中、小功率場(chǎng)合，采用雙單端電路或半橋電路是適宜的；在大功率場(chǎng)合則采用全橋變換電路。

二、通信電源發(fā)展趨勢(shì)

（一）開(kāi)關(guān)器件的發(fā)展趨勢(shì)

電源技術(shù)的精髓是電能變換，即利用電能變化技術(shù)將市電或電池等一次電源變換成適用于各種用電對(duì)象的二次電源。其中，開(kāi)關(guān)電源在電源技術(shù)中占有重要地位，從10kHz發(fā)展到高穩(wěn)定度、大容量、小體積、開(kāi)關(guān)頻率達(dá)到兆赫茲級(jí)，開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展為高頻變化提供了硬件基礎(chǔ)，促進(jìn)了現(xiàn)代電源技術(shù)的繁榮和發(fā)展。

（二）通信直流電源產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展市場(chǎng)需求發(fā)展

在需求與技術(shù)的共同推動(dòng)下，通信直流電源產(chǎn)品體現(xiàn)了如下的發(fā)展態(tài)勢(shì)：

體系架構(gòu)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)維持穩(wěn)定。通信直流電源在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)還是維持現(xiàn)有的交流配電、整流器模塊(并聯(lián))、直流配電、監(jiān)控單元、蓄電池等為主要組成部分的架構(gòu)；功率變換模式也將維持現(xiàn)有的高頻開(kāi)關(guān)模式，暫時(shí)不會(huì)出現(xiàn)類似從線性電源到開(kāi)關(guān)電源的階躍性的變化。

功率密度不斷提高。通信一次電源的核心部件整流器的功率密度不斷提高，推動(dòng)了通信直流電源整機(jī)的功率密度不斷提高，但配電器件、蓄電池等密度基本維持穩(wěn)定，一定程度制約了整機(jī)系統(tǒng)的功率密度的提高比率。

更高的可靠性。高可靠性是通信電源的最基本要求。隨著器件技術(shù)、通信電源技術(shù)的成熟，以及各通信直流電源設(shè)備廠家在可靠性研究上大力投入，通信直流電源產(chǎn)品可靠性呈不斷提高的趨勢(shì)。

按照TRIZ理論(“創(chuàng)造性解決問(wèn)題的理論”的俄語(yǔ)縮略語(yǔ))描述的技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展進(jìn)化規(guī)律，一般而言，技術(shù)的生命周期包含四個(gè)階段：嬰兒期、成長(zhǎng)期、成熟期和衰退期，種種跡象表明，通信直流電源的核心技術(shù)，開(kāi)關(guān)電源技術(shù)基本上開(kāi)始步入成熟期：效率的提升變得緩慢和困難、而電源損耗不能大幅度降低限制了功率密度的進(jìn)一步提高，未來(lái)幾年甚至十幾年內(nèi)，通信直流電源產(chǎn)品將進(jìn)入一個(gè)緩慢發(fā)展的階段，直至有一天，一種新的電源變換技術(shù)出現(xiàn)，通信直流電源產(chǎn)品就會(huì)再出現(xiàn)一個(gè)階躍性的發(fā)展，就像開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓技術(shù)替代線性穩(wěn)壓技術(shù)，給電源帶來(lái)了革命性的變化。

（三）通信用蓄電池技術(shù)研究的新進(jìn)展

通信用蓄電池作為通信系統(tǒng)后備的能源供應(yīng)手段，其研制、生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)一直備受世界各國(guó)通信行業(yè)的重視。隨著科技的發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步，國(guó)外正在研制和試驗(yàn)新一代的通信用蓄電池，有的已經(jīng)進(jìn)入商用化階段。這些新的蓄電池，由于其材料、結(jié)構(gòu)和技術(shù)上的先進(jìn)性，在性能上具有傳統(tǒng)的VRLA電池?zé)o可比擬的優(yōu)越性。

[論文關(guān)鍵詞]：通信電源通信網(wǎng)現(xiàn)狀發(fā)展趨勢(shì)

[論文摘要]：通信電源是向通信設(shè)備提供交直流電的電能源，是整個(gè)通信電信網(wǎng)的能量保證。通信電源系統(tǒng)由交流供電系統(tǒng)、直流供電系統(tǒng)和相應(yīng)的保護(hù)系統(tǒng)構(gòu)成。通信電源系統(tǒng)的設(shè)備多，分布廣，不僅單個(gè)電源設(shè)備的可靠性會(huì)影響系統(tǒng)的可靠性，電源系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)也會(huì)對(duì)自身的可靠性造成很大的影響。

一、通信電源的發(fā)展現(xiàn)狀

（一）供電系統(tǒng)的現(xiàn)狀

通信電源是通信系統(tǒng)必不可少的重要組成部分，其設(shè)計(jì)目標(biāo)是安全、可靠、高效、穩(wěn)定、不間斷地向通信設(shè)備提供能源。通信電源必須具備智能監(jiān)控、無(wú)人值守和電池自動(dòng)管理等功能，從而滿足網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的需求。通信電源系統(tǒng)由交流配電、整流柜、直流配電和監(jiān)控模塊組成。

（二）通信電源設(shè)備的更新?lián)Q代

近年來(lái)，隨著技術(shù)的進(jìn)步，特別是功率器的更新?lián)Q代，新型電磁材料的不斷使用，功率變換技術(shù)的不斷改進(jìn)，控制方法的不斷進(jìn)步，以及相關(guān)學(xué)科的技術(shù)不斷融合，通信電源在系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性，電磁兼容性，消除網(wǎng)側(cè)電流諧波、提高電能利用率、降低損耗、提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能等等方面都取得長(zhǎng)足的進(jìn)步。

（三）現(xiàn)行通信電源的電路模型和控制技術(shù)

目前通信電源的變換電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要采用雙單端電路，半橋電路和全橋電路，各有優(yōu)缺點(diǎn)。一般認(rèn)為，在中、小功率場(chǎng)合，采用雙單端電路或半橋電路是適宜的；在大功率場(chǎng)合則采用全橋變換電路。

二、通信電源發(fā)展趨勢(shì)

（一）開(kāi)關(guān)器件的發(fā)展趨勢(shì)

電源技術(shù)的精髓是電能變換，即利用電能變化技術(shù)將市電或電池等一次電源變換成適用于各種用電對(duì)象的二次電源。其中，開(kāi)關(guān)電源在電源技術(shù)中占有重要地位，從10kHz發(fā)展到高穩(wěn)定度、大容量、小體積、開(kāi)關(guān)頻率達(dá)到兆赫茲級(jí)，開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展為高頻變化提供了硬件基礎(chǔ)，促進(jìn)了現(xiàn)代電源技術(shù)的繁榮和發(fā)展。

（二）通信直流電源產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展市場(chǎng)需求發(fā)展

在需求與技術(shù)的共同推動(dòng)下，通信直流電源產(chǎn)品體現(xiàn)了如下的發(fā)展態(tài)勢(shì)：

體系架構(gòu)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)維持穩(wěn)定。通信直流電源在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)還是維持現(xiàn)有的交流配電、整流器模塊(并聯(lián))、直流配電、監(jiān)控單元、蓄電池等為主要組成部分的架構(gòu)；功率變換模式也將維持現(xiàn)有的高頻開(kāi)關(guān)模式，暫時(shí)不會(huì)出現(xiàn)類似從線性電源到開(kāi)關(guān)電源的階躍性的變化。

功率密度不斷提高。通信一次電源的核心部件整流器的功率密度不斷提高，推動(dòng)了通信直流電源整機(jī)的功率密度不斷提高，但配電器件、蓄電池等密度基本維持穩(wěn)定，一定程度制約了整機(jī)系統(tǒng)的功率密度的提高比率。

更高的可靠性。高可靠性是通信電源的最基本要求。隨著器件技術(shù)、通信電源技術(shù)的成熟，以及各通信直流電源設(shè)備廠家在可靠性研究上大力投入，通信直流電源產(chǎn)品可靠性呈不斷提高的趨勢(shì)。

按照TRIZ理論(“創(chuàng)造性解決問(wèn)題的理論”的俄語(yǔ)縮略語(yǔ))描述的技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展進(jìn)化規(guī)律，一般而言，技術(shù)的生命周期包含四個(gè)階段：嬰兒期、成長(zhǎng)期、成熟期和衰退期，種種跡象表明，通信直流電源的核心技術(shù)，開(kāi)關(guān)電源技術(shù)基本上開(kāi)始步入成熟期：效率的提升變得緩慢和困難、而電源損耗不能大幅度降低限制了功率密度的進(jìn)一步提高，未來(lái)幾年甚至十幾年內(nèi)，通信直流電源產(chǎn)品將進(jìn)入一個(gè)緩慢發(fā)展的階段，直至有一天，一種新的電源變換技術(shù)出現(xiàn)，通信直流電源產(chǎn)品就會(huì)再出現(xiàn)一個(gè)階躍性的發(fā)展，就像開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓技術(shù)替代線性穩(wěn)壓技術(shù)，給電源帶來(lái)了革命性的變化。

（三）通信用蓄電池技術(shù)研究的新進(jìn)展

通信用蓄電池作為通信系統(tǒng)后備的能源供應(yīng)手段，其研制、生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)一直備受世界各國(guó)通信行業(yè)的重視。隨著科技的發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步，國(guó)外正在研制和試驗(yàn)新一代的通信用蓄電池，有的已經(jīng)進(jìn)入商用化階段。這些新的蓄電池，由于其材料、結(jié)構(gòu)和技術(shù)上的先進(jìn)性，在性能上具有傳統(tǒng)的VRLA電池?zé)o可比擬的優(yōu)越性。

1．釩電池（VanadiumRedoxBattery）。釩電池（VRB）是一種電解值可以流動(dòng)的電池，目前正在逐步進(jìn)入商用化階段。

2．燃料電池。燃料電池是一種化學(xué)電池，也是一種新型的發(fā)電裝置，它所需的化學(xué)原料由外部供給，如氫氧燃料電池，只要外部供給氫和氧，經(jīng)過(guò)內(nèi)部電極、催化劑和堿性電解液的作用，就能產(chǎn)生0.9V電壓的直流電能，同時(shí)產(chǎn)生大量的熱能.

3．電源監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用日益普及和信息處理技術(shù)的不斷發(fā)展，通信系統(tǒng)從以前的單機(jī)或小局域系統(tǒng)逐漸發(fā)展至大局域網(wǎng)系統(tǒng)或廣域網(wǎng)系統(tǒng)，大量人力、物力被投入到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理和維護(hù)工作上。不過(guò)通信設(shè)施所處環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，人煙稀少、交通不便都會(huì)增大維護(hù)的難度，這對(duì)電源設(shè)備的監(jiān)控管理提出了新的需求，保護(hù)通信互聯(lián)網(wǎng)終端的電源設(shè)備必須具備數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)通信能力。此時(shí)，數(shù)字化技術(shù)就表現(xiàn)出了傳統(tǒng)模擬技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)，數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展逐步表現(xiàn)出傳統(tǒng)模擬技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢(shì).

4．通信電源的環(huán)保要求。環(huán)保問(wèn)題，一方面的指標(biāo)是通信電源的電流諧波要符合要求，降低電源的輸入諧波，不但可以改善電源對(duì)電網(wǎng)的負(fù)載特性，減少給電網(wǎng)帶來(lái)嚴(yán)重污染的情況，還可減少對(duì)其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的諧波干擾。另一個(gè)重要方面，是材料的可循環(huán)利用和環(huán)境的無(wú)污染，這方面需要產(chǎn)品滿足WEEE/ROHS指令。

在通信電源開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)早期，人們主要集中研究電源的輸出特性，較少考慮到電源的輸入特性。例如：傳統(tǒng)的在線式電源輸入AC/DC部分通常采用橋式整流濾波電路，其輸入電流呈脈沖狀，導(dǎo)通角約為π/3，波峰因數(shù)大于純電阻負(fù)載的1.4倍。這些諧波電流大的電源給電網(wǎng)帶來(lái)了嚴(yán)重的污染，使電網(wǎng)波形失真，實(shí)際負(fù)荷能力降低，對(duì)于三相四線制的電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，還很有可能因中性線電流過(guò)大而出現(xiàn)不安全隱患。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱雄世，《通信電源的現(xiàn)狀與展望》.

[2]《淺析全球通信電源技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)》.

[3]《通信直流電源發(fā)展趨勢(shì)》.

[4]孫向陽(yáng)、張樹(shù)治，《國(guó)外通信用蓄電池技術(shù)研究的新進(jìn)展》.

[5]《通信電源技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及標(biāo)準(zhǔn)研究方向》.

[6]曾瑛，《淺談通信電源》.

[7]王改娥、李克民，《談我國(guó)通信電源的發(fā)展方向》.

[8]王改娥、李克民，《我國(guó)通信電源的發(fā)展回顧與展望》.

[9]侯福平，《UPS系統(tǒng)在通信網(wǎng)絡(luò)中使用的特點(diǎn)及要求》.

[10]《全球通信電源技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)五大趨勢(shì)》.

[11]《通信電源需求現(xiàn)狀分析》.

[12]唐勇偉，《通信電源技術(shù)的發(fā)展》.

電源技術(shù)發(fā)展論文范文第2篇

關(guān)鍵詞：DSP變頻；電源設(shè)計(jì)；變頻電源

中圖分類號(hào)：TN86 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）08-0048-03

1 概述

1.1 問(wèn)題的提出

電動(dòng)鑿巖機(jī)是建筑、水利、采礦等行業(yè)的重要設(shè)備。相對(duì)于傳統(tǒng)的鑿巖設(shè)備，電動(dòng)鑿巖機(jī)所具有的突出優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省能源，其電能利用率高達(dá)50%～60%，而常用氣動(dòng)鑿巖機(jī)僅為10%，此外，電動(dòng)鑿巖機(jī)還有噪聲低、工作面空氣新鮮、無(wú)廢氣污染等優(yōu)點(diǎn)，極大的改善了勞動(dòng)條件。但目前使用的電動(dòng)鑿巖機(jī)也有明顯缺點(diǎn)：對(duì)同樣硬度的巖石，它的轉(zhuǎn)速只有氣動(dòng)鑿巖機(jī)的50%～60%。目前大多數(shù)電動(dòng)設(shè)備直接使用交流工頻電源（50HZ），不能隨著工作環(huán)境（巖石硬度、鉆孔孔徑、深度）改變輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速，因此工作效率較低。為此，本文采用德州儀器公司的TMS320C2407DSP處理器設(shè)計(jì)一種新型的5KVA單相正弦波變頻電源，通過(guò)輸出可程控的交流電壓，改變電動(dòng)設(shè)備的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。進(jìn)而提高工作效率，改善電動(dòng)設(shè)備的工作性能。

1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

變頻技術(shù)是國(guó)內(nèi)外研究的一個(gè)熱點(diǎn)。其原因一是由于市場(chǎng)需求。近年來(lái)，隨著自動(dòng)化技術(shù)程度的發(fā)展成熟和能源短缺問(wèn)題日益突出，變頻技術(shù)越來(lái)越得到重視，并廣泛地應(yīng)用。二是功率器件的發(fā)展。近年來(lái)各種高電壓、大電流的功率器件的生產(chǎn)以及并聯(lián)、串聯(lián)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，使先進(jìn)變頻器的生產(chǎn)成為現(xiàn)實(shí)。三是現(xiàn)代控制理論和集成電子技術(shù)的發(fā)展。矢量控制、模糊控制等新的控制理論及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為高性能的變頻器研制提供了理論基礎(chǔ)，而高速微處理器以及專用集成電路技術(shù)的快速發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)變頻器高精度、多功能提供了硬件平臺(tái)。

目前國(guó)外的變頻技術(shù)研究，以法、意、德、日等國(guó)領(lǐng)先。在大功率變頻調(diào)速方面，法國(guó)的阿爾斯通公司、意大利的ABB公司分別研制出單機(jī)容量達(dá)數(shù)萬(wàn)千瓦的電氣傳動(dòng)設(shè)備。在中功率變頻調(diào)速技術(shù)方面，德國(guó)的西門子公司研制出的SimovertA電流型晶閘管變頻調(diào)速設(shè)備和SimovertPGTOPWM變頻調(diào)速設(shè)備，己實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化控制；在小功率交流變頻調(diào)速技術(shù)方面，日本的富士BJT變頻器、IGBT變頻器已形成系列產(chǎn)品，其控制系統(tǒng)也已實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化。

國(guó)內(nèi)研究方面，從總體上看我國(guó)變頻調(diào)速的技術(shù)水平較國(guó)際先進(jìn)水平有較大差距。目前在大功率交——交、無(wú)換向器電機(jī)等變頻技術(shù)方面，國(guó)內(nèi)雖有部分單位可研制生產(chǎn)，但在數(shù)字化程度及系統(tǒng)可靠性等方面還有待改進(jìn)。對(duì)程控變頻電源的理論和實(shí)踐研究取得的成績(jī)，可查主要有：王小薇、程永華對(duì)于基于DSP雙環(huán)控制的逆變電源設(shè)計(jì)研究；余功軍、鐘彥儒、楊耕對(duì)IGBT變頻器死區(qū)時(shí)間的補(bǔ)償策略研究；程永華、楊成林、徐德鴻對(duì)于基于DSP變壓變頻電源設(shè)計(jì)研究；程曙、徐國(guó)卿、許哲雄對(duì)SPWM逆變器死區(qū)效應(yīng)分析研究；趙勇對(duì)基于IGBT大功率變頻電源的研究；李鋒對(duì)基于DSP的SPWM變壓變頻電源的研究等。

同時(shí)由于目前我國(guó)采用的半導(dǎo)體功率器件和DSP等器件依然嚴(yán)重依賴進(jìn)口，使得變頻器的制造成本居高不下，無(wú)法形成有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)，也是影響我國(guó)變頻技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要原因。

2 基于DSP的新型單相正弦波變頻電源設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)思路

本文以美國(guó)德州儀器公司的TMS320C2407DSP處理器為核心設(shè)計(jì)了一種新型的5KVA單相正弦波變頻電源。通過(guò)輸出不同頻率、電壓的電源信號(hào)，對(duì)異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制。從而實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)鑿巖設(shè)備針對(duì)不同巖體提高鉆孔效率的目的。該不安品電源的硬件部分主要由主電路、保護(hù)電路、控制電路等部分組成。主電路包括整流、濾波、逆變器、驅(qū)動(dòng)電路等；保護(hù)電路包括過(guò)壓欠壓保護(hù)、限流啟動(dòng)、IPM故障保護(hù)、過(guò)流保護(hù)等；控制電路則主要包括DSP控制電路、PWM信號(hào)發(fā)生電路、A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路等。在軟件方面，考慮到SVPWM控制算法比較適合于數(shù)字控制系統(tǒng)，本文編制了基于SVPWM控制算法的控制軟件。經(jīng)過(guò)工作現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)可以在30—300Hz范圍內(nèi)均勻調(diào)速，在不同的負(fù)載情況下，具有較好的穩(wěn)定性和較強(qiáng)的抗干擾能力。

2.2 硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本文設(shè)計(jì)變頻電源的硬件系統(tǒng)以Tl公司的TMS320LF2407A型DSP為控制芯片，由主電路、保護(hù)電路、控制電路等組成，其原理結(jié)構(gòu)圖如圖1。

圖1 硬件系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖

其中主電路包括整流、濾波、逆變器驅(qū)動(dòng)電路等組成。其工作原理是把單相交流電通過(guò)整流模塊變?yōu)橹绷麟?，整流后的脈動(dòng)電壓再經(jīng)過(guò)濾波電容平滑后成為穩(wěn)定的直流電壓。再由逆變電路對(duì)該直流電壓進(jìn)行斬波，形成電壓和頻率可調(diào)的單相交流電提供給異步電機(jī)。由于IPM是IGBT的功率集成電路，需要有專門的驅(qū)動(dòng)電路，本文采用調(diào)壓電路把電壓抬高到15伏來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。系統(tǒng)保護(hù)電路包括過(guò)壓、欠壓保護(hù)、限流啟動(dòng)、IPM故障保護(hù)、過(guò)流保護(hù)等?？刂齐娐钒―SP控制電路、PWM信號(hào)發(fā)生電路、A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路等。

2.3 整流和濾波電路

整流和濾波電路屬于主電路的一部分，其結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。工作時(shí)，220V的交流電源經(jīng)過(guò)四個(gè)二極管的全波整流，變?yōu)橹绷鳎渲须娊怆娙軨1為整流濾波電容，電阻R1為放電電阻，在斷電情況下為C1提供放電回路，同時(shí)也為逆變器負(fù)載和直流電源之間的無(wú)功功率提供緩沖。

圖2 整流和濾波電路

2.4 逆變電路設(shè)計(jì)

（a）逆變電路結(jié)構(gòu)原理圖（b）輸出方波信號(hào)波形圖

圖3

本文即采用的是電壓型逆變電路。因?yàn)楸疚脑O(shè)計(jì)變頻電源主要應(yīng)用在電動(dòng)鑿巖設(shè)備上的。所以我們采用的是單相全橋逆變電路。圖3為單相電壓橋式逆變電路的結(jié)構(gòu)原理圖及輸出波形圖。全控型開(kāi)關(guān)器件T1和T4構(gòu)成一對(duì)橋臂，T2和T3構(gòu)成一對(duì)橋臂，T1和T4同時(shí)通、斷；T2和T3同時(shí)通、斷。T1（T4）與T2（T3）的驅(qū)動(dòng)信號(hào)互補(bǔ)，即T1和T4有驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，T2和T3無(wú)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，反之亦然，兩對(duì)橋臂各交替導(dǎo)通180°。從而得到需要的變頻電壓信號(hào)。

由于本變頻電源主要應(yīng)用電動(dòng)鑿巖設(shè)備方面，即一般情況下均是在在阻感負(fù)載下工作。因此在0≤θ≤ωt期間，T1和T4有驅(qū)動(dòng)信號(hào)，由于電流i0為負(fù)值，T1和T4不導(dǎo)通，D1、D4導(dǎo)通起負(fù)載電流續(xù)流作用，u0=+Ud。θ≤ωt≤π期間，i0為正值，T1和T4才導(dǎo)通。π≤ωt≤π+θ期間，T2和T3有驅(qū)動(dòng)信號(hào)，由于電流i0為負(fù)值，T2、T3不導(dǎo)通，D2、D3導(dǎo)通起負(fù)載電流續(xù)流作用，u0=-Ud。π+θ≤ωt≤2π期間，T2和T3才導(dǎo)通

2.5 電平轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)

由于DSPTMS320LF2407是低功耗芯片，必須采用3.3V供電，與驅(qū)動(dòng)主電路的電平不匹配，易引起事故，損壞芯片。故本實(shí)用新型設(shè)計(jì)中包含了電平轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)。本文采用的驅(qū)動(dòng)芯片M57959L本身具備隔離輸入作用，因此在電平轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)中不必要增設(shè)隔離電路。本實(shí)用新型采用I/O直接輸出轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)。

圖4 采用M57959L的電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路

2.6 軟件部分設(shè)計(jì)

控制算法的軟件化為交流調(diào)速系統(tǒng)控制算法的選擇、復(fù)用提供了方便。本設(shè)計(jì)基于TMS320LF2407A事件管理器，采用DSP自帶的匯編語(yǔ)言編寫軟件CCS進(jìn)行編寫，系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)可簡(jiǎn)單分為兩個(gè)部分：一個(gè)是系統(tǒng)的初始化模塊，另一個(gè)是控制算法模塊。其中初始化只在系統(tǒng)上電時(shí)執(zhí)行一次，而控制算法模塊包括SVPWM的生成，速度反饋信號(hào)的采樣和處理等。系統(tǒng)的整在程序初始化之后進(jìn)入主循環(huán)程序，DSP產(chǎn)生SVPWM使電機(jī)開(kāi)始運(yùn)行。其調(diào)用的頻率與PWM的輸出頻率一致。系統(tǒng)軟件流程圖如圖5所示。

3 應(yīng)用實(shí)驗(yàn)及展望

本文所設(shè)計(jì)制作的5KVA單相正弦波變頻電源，可輸出30～300HZ交流電壓。所制作的樣品在湘西同力機(jī)械公司、武陵電化總廠金屬包裝廠經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)表明，應(yīng)用本文設(shè)計(jì)變頻電源控制異步電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，在不同頻率、不同負(fù)載情況下，輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩可基本實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，具有較好的工作穩(wěn)定性和抗干擾能力。

未來(lái)，將從兩方面對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，一是將改進(jìn)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，逐步增大電源容量；二是改進(jìn)軟件算法設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)變頻電源的最優(yōu)實(shí)時(shí)控制。

圖5 系統(tǒng)軟件流程圖

參考文獻(xiàn)

[1] 王小薇，程永華.基于DSP雙環(huán)控制的逆變電源設(shè)

計(jì)[J].電力電子技術(shù)，2004，38（3）.

[2] 馮勇，葉斌.IGBT逆變器吸收電路的仿真分析與

參數(shù)選擇[J].電力機(jī)車技術(shù)，1999，（2）：12-14.

[3] 余功軍，鐘彥儒，楊耕一種IGBT變頻器死區(qū)時(shí)間

的補(bǔ)償策略[J].電力電子技術(shù)，1997，（4）：7-9.

[4] 程永華，楊成林，徐德鴻.基于DSP變壓變頻電源

設(shè)計(jì)[J].電力電子技術(shù)，2003，37（5）.

[5] 程曙，徐國(guó)卿，許哲雄.SPWM逆變器死區(qū)效應(yīng)分

析[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2002，14

（2）：39-42.

[6] 陳國(guó)呈.電壓型PWM逆變器的波形失真及其補(bǔ)償

方法[J].冶金自動(dòng)化，1990，14（3）：11-14.

[7] 余功軍，鐘彥儒，楊耕一種IGBT變頻器死區(qū)時(shí)間

的補(bǔ)償策略[J].電力電子技術(shù)，1997（4）：7-9.

[8] 劉陵順，尚安利，顧文錦.SPWM逆變器死區(qū)效

應(yīng)的研究[J].電機(jī)與控制學(xué)報(bào)，2001，5（4）：

237-241.

[9] 趙勇.基于IGBT大功率變頻電源的研制[D].山東

大學(xué)碩士論文，2006.

[10] 王鵬.基于單片機(jī)控制的車載高頻鏈逆變電源的

研制[D].河北工業(yè)大學(xué)碩士論文，2007.

[11] 李鋒.基于DSP的SPWM變壓變頻電源的設(shè)計(jì)

[D].湖南大學(xué)碩士論文，2008.

電源技術(shù)發(fā)展論文范文第3篇

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化，發(fā)展方向，技術(shù)應(yīng)用

 

機(jī)電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科的技術(shù)，它是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)和控制技術(shù)等有機(jī)融合、相互滲透的結(jié)果。

1機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r 1.1 數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世,為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展寫下了歷史的第一頁(yè); 1.2 微電子技術(shù)為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了勃勃生機(jī); 1.3 可編程序控制器、'電力電子'等的發(fā)展為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展提供了堅(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ); 1.4 激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展躍上新臺(tái)階.

2機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展方向

機(jī)電一體化是機(jī)械、微電子、控制、計(jì)算機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進(jìn)步有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。 2.1 數(shù)字化

微控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)；而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。 2.2 智能化

即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。論文參考網(wǎng)。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論 、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開(kāi)辟了廣闊天地。 2.3 模塊化

由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項(xiàng)復(fù)雜而有前途的工作。在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開(kāi)發(fā)出新的產(chǎn)品。 2.4 網(wǎng)絡(luò)化

由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家用電器系統(tǒng)，使人們?cè)诩依锟沙浞窒硎芨鞣N高技術(shù)帶來(lái)的好處，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 2.5 人性化

機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何給機(jī)電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來(lái)愈重要，機(jī)電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對(duì)人來(lái)說(shuō)還是一種藝術(shù)享受。

2.6 微型化

微型化是精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機(jī)電系統(tǒng)(Micro ElectronicMechanical Systems，簡(jiǎn)稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。

2.7 集成化

集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合，又包含在生產(chǎn)過(guò)程中同時(shí)處理加工、裝配、檢測(cè)、管理等多種工序。為了實(shí)現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運(yùn)轉(zhuǎn)，然后再通過(guò)軟、硬件將各個(gè)層次有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，使其性能最優(yōu)、功能最強(qiáng)。 2.8 帶源化

是指機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽(yáng)能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場(chǎng)合無(wú)法使用電能，因而對(duì)于運(yùn)動(dòng)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，自帶動(dòng)力源具有獨(dú)特的好處。論文參考網(wǎng)。帶源化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。 2.9 綠色化

綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀時(shí)應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求，機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時(shí)，產(chǎn)品可分解和再生利用。

3 典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品 機(jī)電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)(整機(jī))和基礎(chǔ)元、部件兩大類。典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)有：數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、CAD／CAM系統(tǒng)等。典型的機(jī)電一體化基礎(chǔ)元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機(jī)、傳感器、專用集成電路、伺服機(jī)構(gòu)等。論文參考網(wǎng)。這些典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、市場(chǎng)前景分析從略。

4 機(jī)電一體化的技術(shù)應(yīng)用

在重工業(yè)企業(yè)中，機(jī)電一體化系統(tǒng)是以微處理機(jī)為核心，把微機(jī)、工控機(jī)、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，采用組裝合并方式，為實(shí)現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強(qiáng)系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。

4.1 智能化控制技術(shù)(IC)

由于重工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)等，智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于重工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個(gè)方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋鋼系統(tǒng)、冷連軋等。 4.2 分布式控制系統(tǒng)(DCS)

分布式控制系統(tǒng)采用一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)指揮若干臺(tái)面向控制的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控計(jì)算機(jī)和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級(jí)的、三級(jí)的或更多級(jí)的。利用計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測(cè)控技術(shù)的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)的功能將越來(lái)越多。不僅可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程控制，而且還可以實(shí)現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)調(diào)度、生產(chǎn)計(jì)劃統(tǒng)計(jì)管理功能，成為一種測(cè)、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。DCS具有特點(diǎn)控制功能多樣化、操作簡(jiǎn)便、系統(tǒng)可以擴(kuò)展、維護(hù)方便、可靠性高等特點(diǎn)。DCS是監(jiān)視集中控制分散，故障影響面小，而且系統(tǒng)具有連鎖保護(hù)功能，采用了系統(tǒng)故障人工手動(dòng)控制操作措施，使系統(tǒng)可靠性高。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強(qiáng)，具有更高的安全性，是當(dāng)前大型機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要潮流。 4.3 開(kāi)放式控制系統(tǒng)(OCS)

開(kāi)放控制系統(tǒng)(Open Control System)是目前計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展所引出的新的結(jié)構(gòu)體系概念。“開(kāi)放”意味著對(duì)一種標(biāo)準(zhǔn)的信息交換規(guī)程的共識(shí)和支持，按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開(kāi)放控制系統(tǒng)通過(guò)工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計(jì)算機(jī)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)控制與經(jīng)營(yíng)、管理、決策的集成，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線使現(xiàn)場(chǎng)儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)測(cè)量與控制一體化。 4.4 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)

重工業(yè)企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)管理以及過(guò)程控制連成一體，用以實(shí)現(xiàn)從原料進(jìn)廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程全局和過(guò)程一體化控制。目前重工業(yè)企業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)了過(guò)程自動(dòng)化，但這種“自動(dòng)化孤島”式的單機(jī)自動(dòng)化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過(guò)程的統(tǒng)一管理，難以適應(yīng)現(xiàn)代重工業(yè)生產(chǎn)的要求。未來(lái)重工業(yè)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)是多品種、小批量生產(chǎn)，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，及時(shí)交貨。為了提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)有庫(kù)存，加速資金周轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理整體優(yōu)化，關(guān)鍵就是加強(qiáng)管理，獲取必須的經(jīng)濟(jì)效益，提高了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

4.5 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(FBT)

現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(Fied Bus Technology)是連接設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號(hào)傳輸技術(shù)(如4～20mA，DC直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場(chǎng)儀表裝置與更高一級(jí)的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進(jìn)行雙向傳送。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線連接可省去66%或更多的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)連接導(dǎo)線?，F(xiàn)場(chǎng)總線的引入導(dǎo)致DCS的變革和新一代圍繞開(kāi)放自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線化儀表，如智能變送器、智能執(zhí)行器和現(xiàn)場(chǎng)就地控制站等的發(fā)展。 4.6 交流傳動(dòng)技術(shù)

傳動(dòng)技術(shù)在重工業(yè)中起著至關(guān)重要的作用。隨著電力、電子、技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動(dòng)的優(yōu)越性，電氣傳動(dòng)技術(shù)在不久的將來(lái)由交流傳動(dòng)全面取代直流傳動(dòng)，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實(shí)用化得以實(shí)現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達(dá)到和超過(guò)直流調(diào)速水平?，F(xiàn)在無(wú)論大容量電機(jī)或中小容量電機(jī)都可以使用，同步電機(jī)或異步電機(jī)實(shí)現(xiàn)可逆平滑調(diào)速。交流傳動(dòng)系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應(yīng)用不斷擴(kuò)大。

綜上，我們不難發(fā)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)在的社會(huì)生產(chǎn)中占據(jù)了越來(lái)越多的行業(yè)和領(lǐng)域，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來(lái)越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來(lái)越光明。

【參考文獻(xiàn)】

1李建勇. 機(jī)電一體化技術(shù)[M]．北京：科學(xué)技術(shù)出版社，2004．

2張華． 機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用[M]． 北京：電子工業(yè)出版社，2002．

3芮延年． 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]． 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004．

4唐懷斌． 工業(yè)控制的進(jìn)展與趨勢(shì) [J]．自動(dòng)化與儀器儀表，1996（4）

5蔡慶蘇,孟梅芳; 機(jī)電一體化技術(shù)及其應(yīng)用研究 [J];科技創(chuàng)業(yè)月刊;2005(3)

電源技術(shù)發(fā)展論文范文第4篇

關(guān)鍵詞：智能配變電；監(jiān)控系統(tǒng)；監(jiān)控終端；設(shè)計(jì)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM421 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

配變電監(jiān)控系統(tǒng)采用先進(jìn)的32位ARM技術(shù)和新型電能測(cè)量集成芯片ADE7758，簡(jiǎn)化了配變電安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度，可以做到全電子或真正的固體化、靜止化，利于提高性能，降低成本。本論文主要針對(duì)配變電監(jiān)控體系的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，以期實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的智能監(jiān)控與管理，并和同行分享。

1配變電安全盆控系統(tǒng)的硬件沒(méi)計(jì)

根據(jù)實(shí)際要求，采用模塊化設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)劃分為電源模塊、信號(hào)采集、數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)、通信模塊、人機(jī)接口模塊和系統(tǒng)調(diào)試模塊，具體內(nèi)容參見(jiàn)本章后續(xù)小節(jié)。各功能模塊有機(jī)的結(jié)合，則構(gòu)成了一個(gè)系統(tǒng)，總體框圖如下圖所示:

電源模塊分為常用供電電源模塊、電源監(jiān)控模塊和備用電源模塊兩部分。當(dāng)常用供電電源突然下降時(shí)，電源監(jiān)控模塊檢測(cè)一個(gè)低壓值，此時(shí)CPU立即啟動(dòng)控制信號(hào)，啟用備用電源，為CPU和FLASH模塊提供電源，保障將CPU里面的數(shù)據(jù)全部轉(zhuǎn)移到FLASH中。

信號(hào)采集模塊采樣新型高精度3相電能測(cè)量集成芯片ADE7758將電流互感器(CT)和電壓互感器(VT)輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并計(jì)算出三相電壓、電流值，有功功率，無(wú)功功率，視在功率，有功電能，無(wú)功電能，功率因素，以及過(guò)零檢測(cè)。

數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)主要是擴(kuò)展FLASH和SRAM電路。通訊模塊分為串口通訊(RS232和RS485)、無(wú)線模塊、GPRS模塊和USB模塊。人機(jī)接口電路分為鍵盤輸入指示燈和LCD顯示。

1.1ARM技術(shù)特點(diǎn)。ARM技術(shù)具有很高的性能和功效，容易被廠商接受。同時(shí)，合作伙伴的增多，可獲得更多的第三方工具、制造和軟件支持，又使整個(gè)系統(tǒng)成本降低，使產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)的時(shí)間加快，從而具有更大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

1.2ARM內(nèi)核。傳統(tǒng)的CISC結(jié)構(gòu)有其固有的缺點(diǎn)，即隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而不斷引入新的復(fù)雜的指令集，為支持這些新增的指令，計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)會(huì)越來(lái)越復(fù)雜，然而，在CISC指令集的各種指令中，其使用頻率卻相差懸殊，大約有20%的指令會(huì)被反復(fù)使用，占整個(gè)程序代碼的80%。而余下的8既的指令卻不經(jīng)常使用，在程序設(shè)計(jì)中只占2既，顯然，這種結(jié)構(gòu)是不太合理的?；谝陨系牟缓侠硇?，1979年美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校提出了租RISC的概念，RISC并非只是簡(jiǎn)單地去減少指令，而是把著眼點(diǎn)放在了如何使計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單合理地提高運(yùn)算速度上。RISC體系的一般特點(diǎn)有:

1)體積小、低功耗、低成本、高性能；2)絕大多數(shù)操作都在寄存器中進(jìn)行，通過(guò)Load/Store的體系結(jié)構(gòu)在內(nèi)存和寄存器之間傳遞數(shù)據(jù)；3)尋址方式簡(jiǎn)單；4)采用固定長(zhǎng)度的指令格式；5)具有大量的寄存器；6)支持Thumb16位/ARM32位雙指令集能很好的兼容8位/16位器件。

采用先進(jìn)的32位ARM處理器LPC2214和新型高精度3相電能測(cè)量集成芯片ADE7758，研究出一種全周波交流采樣電路和信號(hào)處理電路。系統(tǒng)不僅擁有更高的工作頻率和數(shù)據(jù)處理能力，為諧波測(cè)量和FFT運(yùn)算提供了保證，而且降低了設(shè)計(jì)難度，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案中的不足。系統(tǒng)不僅能夠抵抗高強(qiáng)度的電磁干擾，而且為配變電安全監(jiān)控提供了保障。

2配變電安全監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件由匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言編寫。匯編語(yǔ)言編寫ARM啟動(dòng)代碼，在芯片上電或復(fù)位時(shí)，完成系統(tǒng)初始化。系統(tǒng)初始化后，最重要的一個(gè)操作就是檢測(cè)系統(tǒng)供電電源是否正常。如果系統(tǒng)供電電源不正常，而進(jìn)行運(yùn)作，會(huì)導(dǎo)致非常嚴(yán)重的后果，不過(guò)，系統(tǒng)此時(shí)會(huì)立即啟動(dòng)備用電源，將當(dāng)前數(shù)據(jù)、日數(shù)據(jù)、月數(shù)據(jù)都保存到FLASH里面。如果數(shù)據(jù)都保存完后，還未恢復(fù)正常供電，則關(guān)閉備用電源，系統(tǒng)自動(dòng)光機(jī)。若系統(tǒng)恢復(fù)正常供電，則進(jìn)入初始化程序，置供電正常標(biāo)志。此時(shí)，其他程序都是以秒間隔為標(biāo)志有序的循環(huán)運(yùn)行。

配變電實(shí)時(shí)監(jiān)控。主站可以通過(guò)GPRS或無(wú)線模塊向配變電安全監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出“請(qǐng)求1類數(shù)據(jù)”命令，實(shí)時(shí)監(jiān)控配變電安全監(jiān)控系統(tǒng)或電力系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行狀況。以請(qǐng)求“FN25_當(dāng)前三相及總有”無(wú)功功率、功率因數(shù)，三相電壓、電流、零序電流”為例，敘述“請(qǐng)求1類數(shù)據(jù)”方法。

當(dāng)前三相及總有無(wú)功功率、功率因數(shù)，三相電壓、電流、零序電流菜單欄中的“負(fù)控命令”下拉選項(xiàng)中，選擇“請(qǐng)求1類數(shù)據(jù)”。彈出“測(cè)試1類數(shù)據(jù)”窗口，“選擇”欄內(nèi)的信息類標(biāo)識(shí)PN的下拉列表中，選擇“FN25_當(dāng)前三相及總有”無(wú)功功率、功率因數(shù)，三相電壓、電流、零序電流”；信息點(diǎn)標(biāo)識(shí)PN的下拉列表中，選擇“PNI測(cè)量點(diǎn)號(hào)1”。然后點(diǎn)擊”召喚數(shù)據(jù)”按鍵，請(qǐng)求配變電安全監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)信息。在”收發(fā)幀顯示”框中，將顯示“發(fā)送”和“接收”報(bào)文具體內(nèi)容；在“響應(yīng)顯示”框中，將顯示當(dāng)前三相及總有無(wú)功功率、功率因數(shù)，三相電壓、電流、零序電流相關(guān)信息。

3通信規(guī)約設(shè)計(jì)

主站和終端設(shè)備之間的遠(yuǎn)程通訊媒介原則上可以采用多種方式，本系統(tǒng)支持電話、載波、光纖、無(wú)線電臺(tái)、以及目前流行的SMS短信、GPRS技術(shù)，用戶可以根據(jù)其實(shí)際情況和當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)情況綜合考慮、選擇。考慮到本系統(tǒng)針對(duì)對(duì)象是地域分布廣、數(shù)量大的專用和一些公用配電網(wǎng)，綜合考慮電磁干擾、抗雷擊、實(shí)時(shí)性、可靠性、施工方便、投資成本以及通訊發(fā)展走向等因素，使用公用無(wú)線信道的 SMS、GPRS 通信方式無(wú)疑是一個(gè)比較好的選擇。下面簡(jiǎn)單分析基于無(wú)線 GPRS 技術(shù)的配變電監(jiān)控終端通信方式。

當(dāng)開(kāi)關(guān)監(jiān)控單元 FTU 上的 GPRS 模塊上電之后，即通過(guò)移動(dòng)公司的網(wǎng)絡(luò)連接到了互連網(wǎng)上，可以將其看作互連網(wǎng)上的一個(gè)客戶端，當(dāng)服務(wù)器端的 IP 地址及端口號(hào)確定之后，該FTU 終端即可連接上服務(wù)器，而在互連網(wǎng)上端到端的連接采用 Socket 套接字通信是比較成熟的方式。

socket 實(shí)質(zhì)上提供了進(jìn)程通信的端點(diǎn)。進(jìn)程通信之前，雙方首先必須各自創(chuàng)建一個(gè)端點(diǎn)，否則是沒(méi)有辦法建立聯(lián)系并相互通信的。正如打電話之前，雙方必須各自擁有一臺(tái)電話機(jī)一樣。在網(wǎng)間網(wǎng)內(nèi)部，每一個(gè) socket 用一個(gè)半相關(guān)描述：一個(gè)完整的 socket 有一個(gè)本地唯一的 socket 號(hào)，由操作系統(tǒng)分配。

在配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的 GPRS 通信中，應(yīng)用程序的網(wǎng)絡(luò)通信歸根結(jié)底是利用相同的通信協(xié)議來(lái)完成信息的傳輸，應(yīng)用程序和 Winsock 都工作在 Windows 的用戶模式下，操作系統(tǒng)僅僅通過(guò) Winsock 是不能完成網(wǎng)絡(luò)間的通信，還需要底層的支持，而套接字仿真器（套接字核心模式驅(qū)動(dòng)程序）和傳輸驅(qū)動(dòng)程序接口是負(fù)責(zé)操作系統(tǒng)核心態(tài)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)通信，起到了 Winsock 和傳輸協(xié)議之間的通信橋梁作用，由于我們傳輸?shù)膶?duì)象多為配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量文件，因此需要對(duì)系統(tǒng)的發(fā)送緩沖區(qū)和接收緩沖區(qū)作相應(yīng)的設(shè)定，以保障大數(shù)據(jù)量的文件數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，從而實(shí)現(xiàn)在窄帶環(huán)境下依然實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)的 GPRS 傳輸通信。

4總結(jié)

配變電安全監(jiān)控系統(tǒng)具備計(jì)量電力參數(shù)、遠(yuǎn)程自動(dòng)化實(shí)時(shí)抄表、電力異常信息自動(dòng)報(bào)警、電能質(zhì)量檢測(cè)、用電檢查和配電房溫濕度調(diào)節(jié)等功能。系統(tǒng)能監(jiān)控電力運(yùn)行狀況，自動(dòng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，減小供電線路中的有功損耗，降低變送電設(shè)備、供電線路、用電設(shè)備發(fā)熱量，使得供電局工作人員迅速采取合理的措施，防止事故發(fā)生和遏止事故進(jìn)一步擴(kuò)大，防止災(zāi)害的發(fā)生。

參考文獻(xiàn):

[1]王斌，配電自動(dòng)化系統(tǒng)終端的技術(shù)發(fā)展歷程、現(xiàn)狀和趨勢(shì)[J].電氣應(yīng)用，2005，24(7):14一16.

[2]韋文祥，基于ARM和Uc/OS一11的遠(yuǎn)程配變監(jiān)控終端的研究與設(shè)計(jì)[碩士學(xué)位論文][D]長(zhǎng)沙:湖南大學(xué)，2006.

電源技術(shù)發(fā)展論文范文第5篇

[Abstract] With the progress of economics, cars in the city are more and more with the urbanization. What is the development trend of the future about the car is really needed to be studied and discussed.

關(guān)鍵字：汽車電器；組成；現(xiàn)狀與發(fā)展

[Keywords] vehicle electrical ; composition ; status and development

中圖分類號(hào)：F407.471 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1、汽車電器的主要組成部分

1.1電源系統(tǒng)

電源系統(tǒng)包括蓄電池、發(fā)電機(jī)、調(diào)節(jié)器。其中發(fā)電機(jī)為主電源，發(fā)電機(jī)正常工作時(shí)，由發(fā)電機(jī)向全車用電設(shè)備供電，同時(shí)給蓄電池充電。調(diào)節(jié)器的作用是使發(fā)電機(jī)的輸出電壓保持恒定。蓄電池為可逆的直流電源。在汽車上使用最廣泛的是起動(dòng)用鉛蓄電池，它與發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)，向用電設(shè)備供電。

發(fā)電機(jī)是汽車電系的主要電源，它在正常工作時(shí)，對(duì)除起動(dòng)機(jī)以外的所有的用電設(shè)備供電，并向蓄電池充電，以補(bǔ)充蓄電池在使用中所消耗的電能。發(fā)電機(jī)可以說(shuō)是歷史上獨(dú)一無(wú)二的最偉大的電學(xué)發(fā)明，現(xiàn)在汽車使用的發(fā)電機(jī)都是交流發(fā)電機(jī)。在汽車上，發(fā)電機(jī)既是用電器的電源，又是蓄電池的充電裝置。為了滿足用電器和蓄電池的要求對(duì)發(fā)電機(jī)的供電電壓和電流變化范圍也有一定的限制。直流發(fā)電機(jī)所匹配的調(diào)節(jié)器一般都是由電壓調(diào)節(jié)器、電流限制器、截?cái)嗬^電器三部分組成。

1.2啟動(dòng)系統(tǒng)

美國(guó)物理學(xué)家亨利于1831年發(fā)現(xiàn)自感現(xiàn)象后，發(fā)表了介紹電動(dòng)機(jī)的論文。根據(jù)發(fā)電機(jī)原理，做成與發(fā)電機(jī)原理相反的電動(dòng)機(jī)（馬達(dá)），這就是起動(dòng)機(jī)?？梢哉f(shuō)，發(fā)電機(jī)技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)就有了起動(dòng)機(jī)。起動(dòng)機(jī)是用來(lái)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的，它主要由電機(jī)部分、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（或稱嚙合機(jī)構(gòu)）和起動(dòng)開(kāi)關(guān)三部分組成。

1.3照明系統(tǒng)

包括汽車內(nèi)、外各種照明燈及其控制裝置。用來(lái)保證夜間行車安全。主要有前照燈、霧燈、尾燈、制動(dòng)燈、棚燈、電喇叭、轉(zhuǎn)向燈閃光器等。1898年“哥倫比亞”號(hào)電動(dòng)汽車首先把電用于前燈和尾燈。最初的前大燈不能調(diào)光，所以汽車在會(huì)車時(shí)有些晃眼，后來(lái)采用了附加光度調(diào)節(jié)器，并由美國(guó)異航燈具公司推廣應(yīng)用。這種前大燈可以在垂直方向上下移動(dòng)，但駕駛員必須下車搬動(dòng)夾具裝置，非常不方便。1925年，導(dǎo)航燈具公司推廣了雙絲燈泡，遠(yuǎn)光和近光的調(diào)節(jié)通過(guò)開(kāi)關(guān)來(lái)控制，才把這個(gè)問(wèn)題徹底解決。

1.4儀表系統(tǒng)

包括各種電器儀表（電流表、充電指示燈或電壓表、機(jī)油壓力表、溫度表、燃油表、車速及里程表、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表等）。用來(lái)顯示發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車行駛中有關(guān)裝置的工作狀況。 最早的汽車儀表與信號(hào)是由一排外視器組成的，隨后出現(xiàn)的儀表是精確計(jì)時(shí)儀。汽車儀表的作用是幫助駕駛員隨時(shí)掌握汽車主要部分的工作情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除可能出現(xiàn)的故障和不安全因素，以保證良好的行使?fàn)顟B(tài)。汽車常用儀表有電流表、水溫表、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力表、燃油油量表及車速里程表，有的汽車還有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表和制動(dòng)系貯氣筒氣壓表等。 目前，汽車儀表總的發(fā)展趨勢(shì)正在向簡(jiǎn)潔明了的模擬式儀表和模仿模擬式儀表方向發(fā)展。

1.5輔助電器系統(tǒng)

包括電動(dòng)刮水器、空調(diào)器、低溫啟動(dòng)預(yù)熱裝置、收錄機(jī)、點(diǎn)煙器、玻璃升降器等。 隨著汽車輔助工業(yè)的發(fā)展和現(xiàn)代化技術(shù)在汽車方面的應(yīng)用，現(xiàn)代汽車裝用的輔助電氣設(shè)備很多，除了汽車用音響設(shè)備，通訊器材和汽車電視等服務(wù)性裝置外，都是一些與汽車本身使用性能有關(guān)的電氣設(shè)備。如電動(dòng)刮水器，電動(dòng)洗窗器，電動(dòng)玻璃升降器，暖風(fēng)通風(fēng)裝置、電動(dòng)座位移動(dòng)機(jī)構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系電動(dòng)風(fēng)扇、電動(dòng)燃料泵，冷氣壓縮機(jī)用電磁離合等等。

2、汽車電器系統(tǒng)的特點(diǎn)

①低壓——汽油車多采用12V，柴油車多采用24V。②直流——主要從蓄電池的充電來(lái)考慮。③單線制——單線制即從電源到用電設(shè)備使用一根導(dǎo)線連接，而另一根導(dǎo)線則用汽車車體或發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的金屬部分代替。單線制可節(jié)省導(dǎo)線，使線路簡(jiǎn)化、清晰，便于安裝與檢修。④負(fù)極搭鐵——將蓄電池的負(fù)極與車體相連接，稱為負(fù)極搭鐵。

3、汽車傳感器的發(fā)展趨勢(shì)

根據(jù)現(xiàn)代汽車的發(fā)展趨勢(shì)，主要闡述一下傳感器總的發(fā)展趨勢(shì)，它

的趨勢(shì)是向多功能化、集成化、智能化、微型化方向發(fā)展。

3.1發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象

利用物理現(xiàn)象、化學(xué)反應(yīng)和生物效應(yīng)等是各種傳感器的基本原理，所以發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象與新效應(yīng)是現(xiàn)代傳感器發(fā)展的重要基礎(chǔ)。

3.2開(kāi)發(fā)新材料

功能材料是發(fā)展傳感器技術(shù)的另一個(gè)重要基礎(chǔ)。由于材料科學(xué)的進(jìn)步，在制造各種材料時(shí)，人們可以任意控制他的成份，從而可以設(shè)計(jì)與制造出各種用于傳感器的功能材料。例如控制半導(dǎo)體氧化物的成份，可以制造出各種氣體傳感器；光導(dǎo)纖維用于傳感器是傳感器功能材料的一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)；有機(jī)材料作為功能材料，正引起國(guó)內(nèi)外汽車電子化專家的極大關(guān)注。

3.3采用新工藝

傳感器的敏感元件性能除了由其功能材料決定外，還與其加工工藝有關(guān)。隨著半導(dǎo)體、陶瓷等新型材料用于傳感器敏感元件，許多現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)也引入汽車傳感器制造技術(shù)，例如集成技術(shù)，微細(xì)加工技術(shù)，薄膜技術(shù)等，能制作出性能穩(wěn)定、可靠性高、體積小、重量輕的微型化敏感元件。近年來(lái)從半導(dǎo)體集成電路技術(shù)發(fā)展而來(lái)的微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)日漸成熟，利用這一技術(shù)可以制作各種能敏感和檢測(cè)力學(xué)量、磁學(xué)量、熱學(xué)量、化學(xué)量和生物量的微型傳感器，這些傳感器的體積和能耗小，可實(shí)現(xiàn)許多全新的功能，這些特點(diǎn)使得他們非常適合于汽車方面的應(yīng)用。

3.4研究智能式傳感器

智能傳感器是一種帶微型計(jì)算機(jī)兼有檢測(cè)、判斷、信息處理等功能的傳感器。與傳統(tǒng)傳感器相比，他具有很多特點(diǎn)。例如，他可以確定傳感器工作狀態(tài)，對(duì)測(cè)量資料進(jìn)行修正，以便減少環(huán)境因素如溫度引起的誤差；用軟件解決硬件難以解決的問(wèn)題；世界各國(guó)都在車用傳感器硬件的基礎(chǔ)上，努力用軟件來(lái)解決汽車電氣干擾大、環(huán)境差（溫度高、溫度梯度大、污染厲害等）等問(wèn)題造成的對(duì)汽車參數(shù)測(cè)量的影響。而且智能式傳感器精度高、量程覆蓋范圍大、輸出信號(hào)大、信噪比高、抗干擾性能好，有的還帶有自檢功能。不少汽車大公司在該方面進(jìn)行研制與開(kāi)發(fā)，并取得了成就和應(yīng)用。