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自备电源用嵌入式电源控制器的分析与设计

自备电源用嵌入式电源控制器的分析与设计

作者：李力争华中科技大学

学位级别：硕士

自备电源是许多未接入电网的用电设备的主要电能来源,通常由多个子系统构成,而电源控制器即为自备电源的控制中枢,负责控制和协调管理自备电源的稳定可靠运行。目前,电源控制器主要采用在嵌入式处理器上裸机运行的方式,并控制自备电源... 详细信息

自备电源是许多未接入电网的用电设备的主要电能来源,通常由多个子系统构成,而电源控制器即为自备电源的控制中枢,负责控制和协调管理自备电源的稳定可靠运行。目前,电源控制器主要采用在嵌入式处理器上裸机运行的方式,并控制自备电源较为独立地工作。但许多特殊装备的出现与发展对于自备电源有了更多的要求,如本论文所研究的强脉冲功率爆发式输出的自备电源,不仅要求控制器能够协调控制全电源系统中的所有设备灵活、可靠地配合工作,还要求电源控制器具有更高的信息化水平和更加快速的响应性能,特别是脉冲功率输出的时间尺度既有百微秒级的放电控制过程,也有毫秒级的充电控制过程,电源还存在重频脉冲输出,这就使得全系统对电源控制器的时序控制精确度有极高的要求。为了适应此种需求,本论文提出了基于ARM和μC/OS-III操作系统内核的电源控制器技术思路和设计方案,并针对自备电源的组成结构和工作原理构建了灵活可靠的通信与控制网络。在应用层面上,电源控制器具有通信、调度、电容器组充电控制、放电控制、人机交互和系统状态管理与运行保护等功能。通信功能由1553B、CAN、I/O和串口四种通信方式共同构成,并对每种通信方式的通信策略优化设计以保障其可靠性与便捷性,包括但不限于1553B的FPGA辅助通信机制、CAN通信的相位锁定机制和I/O的软件滤波机制等。电容器组充电控制功能以电压的采样与处理为核心,针对传统滑动平均滤波算法的延迟问题,创新性地引入了预测补偿机制,在保持了低算法复杂度的同时较好地补偿了低频段的相位。此外,对于参数整定、励磁控制和屏幕显示等其他基础功能也进行了详细的研究,并给出了具体算法或实现方法。基于上述工作,进一步搭建了逻辑清晰、层次鲜明且低耦合的嵌入式系统架构,之后对系统任务进行划分,并设计出任务间的逻辑组织结构。同时,对各任务的执行逻辑进行分析并给出实现方案,通过各任务的协同工作,实现了电源控制器的可靠运行。最后,对电源控制器的软件程序进行了实际测试。实验结果显示电源控制器各功能正常运行,且指令响应延迟在30 us左右,时序控制误差在1.26 us左右,CPU的占用率在7.3%至12.6%之间。这说明了电源控制器响应速度快、控制精度高、程序状态健康,能够满足自备电源的项目需求。

关键词：自备电源电源控制器实时操作系统通信时序控制

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自备电源高压发电机励磁系统设计

自备电源高压发电机励磁系统设计

作者：程欢华中科技大学

学位级别：硕士

本文是作者在参与课题车载自备电源系统中的重要部分,即高压发电机励磁控制的基础上,对独立运行不并网的同步发电机的励磁及其控制系统进行的研究。高压发电机作为自备电源系统的主力发电机,担负着自备电源系统能否正常工作的重责。该... 详细信息

本文是作者在参与课题车载自备电源系统中的重要部分,即高压发电机励磁控制的基础上,对独立运行不并网的同步发电机的励磁及其控制系统进行的研究。高压发电机作为自备电源系统的主力发电机,担负着自备电源系统能否正常工作的重责。该课题所研究的高压发电机励磁系统,由于高压发电机的特殊性,电压频率波动幅度较大,为了保证发电机端电压维持在一定水平,必须根据负载的大小和性质,通过自动励磁调节器同步调节其励磁电流和励磁电压。本文通过理论分析、数值仿真对高压发电机励磁控制系统进行了研究。本文在对自备电源系统的工作原理深入了解的基础之上,充分了解了同步发电机励磁控制方式和控制算法的国内外发展水平。针对本文所提的高压发电机励磁控制系统,分析并确定其具体所需的励磁方式、励磁主电路拓扑结构、控制算法等,详细阐述了主电路拓扑的工作原理,并计算励磁电源主电路的各个参数,其中高频变压器的设计,对于整个系统的良好工作显得尤其关键和重要。并且使用Matlab对励磁主电路系统进行仿真,验证主电路拓扑的合理性和适用性。在详细设计阶段,首先是硬件设计,主要是DSP2407的外围接口电路原理图的设计。在软件设计方面,对励磁系统采用了变系数PID的控制方法,搭建了励磁系统数学模型并进行阶跃响应的仿真分析;对励磁控制系统的运行控制进行了详细的设计,给出了控制流程;最后分析了在软件设计中存在需要注意的问题。

关键词：自备电源高压发电机励磁控制系统 DSP 变系数PID

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自备电源在水库运行中的重要性

农村电气化 2007年第6期 21-22页

作者：朱跃安浙江省仙居下岸水库工程建设指挥部

自备电源在大中型水库中广泛应用,其重要的原因在于它的独立性、可靠性,在于它的应急保障功能,但由于它常备少用的特点,又使得它易被忽视,通过自备电源在强台风灾害中的实践。

关键词：灾害自备电源应急保障

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自备电源发动机拒载有因

UPS应用 2009年第5期 43-44页

作者：孙国彬淮北发电厂

在2008年初的冰雪灾害时期以及煤炭等能源价格大起大落之际，经济发达地区时常拉闸限电，部分地区更是停电断供。电力供应缺口巨大，其可靠性令广大用户担心。当前，柴油机自备电源系统的市场虽然火爆，但柴油发电机质量却不容乐观，时... 详细信息

在2008年初的冰雪灾害时期以及煤炭等能源价格大起大落之际，经济发达地区时常拉闸限电，部分地区更是停电断供。电力供应缺口巨大，其可靠性令广大用户担心。当前，柴油机自备电源系统的市场虽然火爆，但柴油发电机质量却不容乐观，时常突发的自备电源事故以及众多媒体屡次报道的因使用柴油发动机组发生故障的事件令用户忧心忡忡。如何使用和管理好柴油发电机这一自备电源值得深思。

关键词：柴油发动机组自备电源拒载柴油发电机能源价格冰雪灾害拉闸限电电力供应

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自备电源潜藏安全隐患

中国电业 2010年第4期 44-45页

作者：檀竹来《中国电业》编辑部

2009年末至2010年初，新一轮全国大面积拉闸限电的警报拉响后，沉寂多年的自备发电机又被人们寄予了厚望。自备电源曾经在缺电的年代扮演过重要角色，其间，由此带来的各种安全事故也屡有发生。随着电力供应形势好转，自备发电机连同与... 详细信息

2009年末至2010年初，新一轮全国大面积拉闸限电的警报拉响后，沉寂多年的自备发电机又被人们寄予了厚望。自备电源曾经在缺电的年代扮演过重要角色，其间，由此带来的各种安全事故也屡有发生。随着电力供应形势好转，自备发电机连同与之伴随的安全隐患也逐渐被人们淡忘。作为一种缺电情况下的应急措施，自备发电机还将继续在经济社会中发挥功能，其安全管理问题并不能被忽视。

关键词：安全隐患自备电源自备发电机安全管理问题拉闸限电安全事故电力供应应急措施

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自备电源的维修点滴

电世界 1993年第11期34卷 18-19页

作者：陈荣胡国文

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自备电源设计探讨

建筑电气 2021年第6期40卷 34-38页

作者：邹军广州市设计院广州市510620

针对自备电源的设置,应急供电系统、用电设备的持续供电时间,安防系统备用电源等相关规范条文,对自备电源的型式、适用场合、设置原则、持续供电时间等进行梳理及探讨;结合实际工程设计,对自备电源供电系统、自备电源的选择等提出解决... 详细信息

针对自备电源的设置,应急供电系统、用电设备的持续供电时间,安防系统备用电源等相关规范条文,对自备电源的型式、适用场合、设置原则、持续供电时间等进行梳理及探讨;结合实际工程设计,对自备电源供电系统、自备电源的选择等提出解决方案。

关键词：自备电源应急电源备用电源柴油发电机组不间断电源装置(UPS) 应急电源装置(EPS) 持续供电时间允许中断供电时间

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自备电源管理亟待规范

农电管理 2005年第6期 10-11页

作者：陈伟江浙江省衢州市电力局

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加强自备电源的管理消除安全隐患

电源技术应用 2009年第5期12卷 52-53页

作者：王宏兴国家电网淮北供电公司

经济持续的高速发展、拉大的电力供需缺口，给自备电源系统搭建了一个施展“才华”的天然空间。然而，由此也带来了许多令人悚目惊心的安全隐患、甚至事故!近期以来，包括央视在内的多家媒体对电力供应中断期间，部分企业或用户“东拉... 详细信息

经济持续的高速发展、拉大的电力供需缺口，给自备电源系统搭建了一个施展“才华”的天然空间。然而，由此也带来了许多令人悚目惊心的安全隐患、甚至事故!近期以来，包括央视在内的多家媒体对电力供应中断期间，部分企业或用户“东拉西扯”造成自备电源对公共电网反送电、酿成人身伤害事故屡有报道。在2006年和2007年两度发生拉闸限电前夕，各地各级电力供应和监管机构也屡次公告，凡具有自备电源的企业与单位，依据《中华人民共和国电力法》和电力行业技术规定，限时到当地电力管理部门登记备案，

关键词：自备电源安全隐患管理部门人身伤害事故中华人民共和国电力供需电力供应电源系统