發(fā)布時(shí)間：2020-11-19 12:27

　　 電能的使用遍及國(guó)民生活的各個(gè)角落,隨著電能的普及,電壓暫升、暫降、電壓中斷、諧波畸變等電能質(zhì)量問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重,電能質(zhì)量問(wèn)題已經(jīng)成為電能領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。智能化電能質(zhì)量問(wèn)題模擬電源裝置是一種能夠模擬電壓暫變等電能質(zhì)量問(wèn)題的有效裝置,該裝置的研制對(duì)于研究電能質(zhì)量問(wèn)題具有重要意義,主控制器作為智能化電能質(zhì)量問(wèn)題模擬電源的核心部件之一控制著系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。為此,本論文以STM32F407為核心研制了一款主控制器。本文研制的主控制器可通過(guò)無(wú)線WiFi通信接收模擬電源裝置的上位機(jī)指令,主控制器解析從上位機(jī)接收的三相電壓指令,根據(jù)解析的指令控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)并采集直流母線電壓,輸出12路SPWM波形控制模擬電源裝置輸出三相暫變電壓波形,同時(shí)將系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)反饋給模擬電源裝置上位機(jī)界面進(jìn)行顯示。為實(shí)現(xiàn)主控制器的功能,本文分別對(duì)主控制器進(jìn)行了軟硬件設(shè)計(jì),主控器的硬件設(shè)計(jì)主要包括:直流母線電壓檢測(cè)電路、主控制器供電電路、繼電器驅(qū)動(dòng)電路、電流檢測(cè)電路和隔離驅(qū)動(dòng)電路。軟件設(shè)計(jì)程序包括:主程序設(shè)計(jì)、無(wú)線WiFi通信程序設(shè)計(jì)、直流母線電壓采集程序設(shè)計(jì)、正弦波數(shù)據(jù)數(shù)組下標(biāo)定時(shí)更新程序設(shè)計(jì)、三相電壓幅值和相位定時(shí)更新程序設(shè)計(jì)、12路SPWM波形生成程序設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)主控制器的軟硬件模塊聯(lián)合測(cè)試表明,本文研制的主控制器能實(shí)現(xiàn)智能化電能質(zhì)量問(wèn)題模擬電源裝置需求的功能。本文首先介紹了智能化電能質(zhì)量問(wèn)題模擬電源的背景意義和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,接著對(duì)整個(gè)裝置系統(tǒng)進(jìn)行了整體概述,提出了主控器總體方案設(shè)計(jì),然后根據(jù)主控制器要實(shí)現(xiàn)的功能,設(shè)計(jì)了主控制器的軟硬件方案,并對(duì)主控器的軟硬件進(jìn)行了各模塊單獨(dú)測(cè)試和軟硬件聯(lián)合測(cè)試,經(jīng)測(cè)試表明本文設(shè)計(jì)的主控制器實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的功能需求和各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。
【學(xué)位單位】：西安工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN86
【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究?jī)?nèi)容
    1.4 論文章節(jié)安排
2 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)介
    2.1 電能質(zhì)量問(wèn)題簡(jiǎn)介
    2.2 系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)原理介紹
        2.2.1 逆變器工作原理
        2.2.2 SPWM三電平調(diào)制原理
        2.2.3 逆變器輸出電壓實(shí)時(shí)控制原理
        2.2.4 以太網(wǎng)通信原理
    2.3 軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)介紹
    2.4 本章小結(jié)
3 主控制器總體方案設(shè)計(jì)
    3.1 智能化電能質(zhì)量問(wèn)題模擬電源系統(tǒng)概述
    3.2 主控制器功能定義及參數(shù)指標(biāo)
    3.3 主控制器方案設(shè)計(jì)
    3.4 本章小結(jié)
4 主控制器硬件設(shè)計(jì)
    4.1 主控制器硬件設(shè)計(jì)概述
    4.2 主控制器電路設(shè)計(jì)
        4.2.1 直流母線電壓檢測(cè)電路設(shè)計(jì)
        4.2.2 電源電路設(shè)計(jì)
        4.2.3 以太網(wǎng)接口電路設(shè)計(jì)
        4.2.4 繼電器驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
        4.2.5 電流檢測(cè)電路設(shè)計(jì)
        4.2.6 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
    4.3 主控制器硬件PCB設(shè)計(jì)及實(shí)物展示
    4.4 本章小結(jié)
5 主控制器程序設(shè)計(jì)
    5.1 主控制器程序設(shè)計(jì)概述
    5.2 主控制器各模塊程序設(shè)計(jì)
        5.2.1 主程序設(shè)計(jì)
        5.2.2 無(wú)線WiFi通信程序設(shè)計(jì)
        5.2.3 直流母線電壓信號(hào)檢測(cè)程序設(shè)計(jì)
        5.2.4 三相電壓幅值和相位定時(shí)更新程序設(shè)計(jì)
        5.2.5 定時(shí)更新正弦波數(shù)據(jù)程序設(shè)計(jì)
        5.2.6 生成12路SPWM波形程序設(shè)計(jì)
        5.2.7 過(guò)流保護(hù)程序設(shè)計(jì)
    5.3 本章小結(jié)
6 主控制器測(cè)試
    6.1 測(cè)試目的與內(nèi)容
    6.2 主控制器各部分功能測(cè)試
        6.2.1 無(wú)線WiFi通信測(cè)試
        6.2.2 直流母線電壓采集測(cè)試
        6.2.3 SPWM輸出波形測(cè)試
    6.3 主控制器總體測(cè)試
    6.4 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者攻讀學(xué)位期間學(xué)術(shù)成果清單
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2890006