本文關(guān)鍵詞：基于DSP28335的靜止式船舶岸電電源設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的高速增長,我國與國外的航運(yùn)貿(mào)易大規(guī)模擴(kuò)大,到訪我國港口的船舶也越來越多。但是長期以來,靠港船舶都是采用船舶自帶的柴油發(fā)電機(jī)組供電,造成了日益嚴(yán)重的環(huán)境問題。靜止式船舶岸電電源憑借其優(yōu)勢逐漸受到人們的廣泛關(guān)注,然而傳統(tǒng)岸電電源還存在電源制式單一、保護(hù)措施不完備、帶不平衡負(fù)載能力弱以及岸電系統(tǒng)的線制不匹配等問題。本文結(jié)合靜止式船舶岸電電源的實際工程項目做了如下工作:依據(jù)靜止式船舶岸電電源的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,介紹靜止式船舶岸電電源現(xiàn)有的幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方法,闡述了課題的來源、研究意義及作者在課題中所承擔(dān)的科研任務(wù)。通過對項目的技術(shù)指標(biāo)、開發(fā)成本及開發(fā)周期的綜合考慮,確定靜止式船舶岸電電源的基本結(jié)構(gòu)。其中,逆變電路并未使用傳統(tǒng)的三相橋拓?fù)?而是采用了由三個單相橋構(gòu)成的組合式逆變拓?fù)?提高了系統(tǒng)帶不平衡負(fù)載的能力,并能輸出380V/50Hz和440V/60Hz兩種制式的電源。對于岸電系統(tǒng)的線制不匹配問題,給出了配出中性線的IT系統(tǒng)這一解決方案。其次,從靜止式船舶岸電電源的工作原理出發(fā),詳盡推導(dǎo)了功率電路各部分的電氣參數(shù),并據(jù)此選擇合適的功率器件�？刂齐娐穭t基于研旭公司生產(chǎn)的DSP28335核心板進(jìn)行外圍電路設(shè)計。對于關(guān)鍵的驅(qū)動部分,控制板只負(fù)責(zé)輸出±5V的驅(qū)動脈沖,脈沖調(diào)理由CONCEPT驅(qū)動板完成,這樣不僅提高了驅(qū)動的可靠性,又縮減了開發(fā)周期。此外,還專門設(shè)計了功率模塊的過壓、過流及過熱保護(hù),保證了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在建立了靜止式船舶岸電電源的小信號模型后,給出了電壓電流雙閉環(huán)控制策略,控制器基于傳統(tǒng)的PI控制器做了些改進(jìn),有效提高了控制速度與精度。對于系統(tǒng)的軟件實現(xiàn),依據(jù)各部分的功能劃分為若干功能子模塊,進(jìn)行模塊化設(shè)計,給出各自的程序流程圖。最后,對所設(shè)計的靜止式船舶岸電電源設(shè)備進(jìn)行了通電實驗。實驗結(jié)果表明設(shè)備運(yùn)行正常,輸入輸出波形及THD等技術(shù)參數(shù)均符合設(shè)計要求,功率模塊也得到了很好的保護(hù)。
【關(guān)鍵詞】：靜止式船舶岸電電源 線制匹配 組合式逆變器 保護(hù)設(shè)計 改進(jìn)PI
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U653.95
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 靜止式船舶岸電電源的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11-17
• 1.2.1 靜止式船舶岸電電源的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11-13
• 1.2.2 靜止式船舶岸電電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)13-15
• 1.2.3 靜止式船舶岸電電源的控制技術(shù)15-17
• 1.3 課題來源及作者承擔(dān)的科研任務(wù)17-18
• 1.3.1 課題來源17
• 1.3.2 課題研究意義17-18
• 1.3.3 作者承擔(dān)的科研任務(wù)18
• 1.4 本文的主要內(nèi)容18-20
• 第二章 靜止式船舶岸電電源結(jié)構(gòu)及其相關(guān)技術(shù)分析20-30
• 2.1 靜止式船舶岸電電源的基本結(jié)構(gòu)20-21
• 2.2 船舶岸電系統(tǒng)的供電模式21-23
• 2.2.1 低壓船舶/低壓岸電供電模式21-22
• 2.2.2 低壓船舶/高壓岸電供電模式22-23
• 2.2.3 高壓船舶/高壓岸電供電模式23
• 2.3 岸電系統(tǒng)的線制匹配23-27
• 2.3.1 岸上供電系統(tǒng)分析24-25
• 2.3.2 船舶電力系統(tǒng)分析25-27
• 2.3.3 線制不匹配解決方案27
• 2.4 岸電電源的電纜管理系統(tǒng)27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-30
• 第三章 靜止式船舶岸電電源的硬件設(shè)計30-52
• 3.1 功率電路的設(shè)計與器件選型30-42
• 3.1.1 整流電路30-32
• 3.1.2 直流濾波電路32-34
• 3.1.3 均壓電路34-35
• 3.1.4 軟啟動電路35-36
• 3.1.5 放電電路36
• 3.1.6 逆變電路36-38
• 3.1.7 輸出濾波電路38-41
• 3.1.8 隔離變壓器41-42
• 3.2 控制電路的設(shè)計與器件選型42-50
• 3.2.1 控制系統(tǒng)平臺簡介42-43
• 3.2.2 fTMS320F28335核心板43-45
• 3.2.3 數(shù)字量輸入輸出電路45-46
• 3.2.4 信號采樣調(diào)理電路46-47
• 3.2.5 驅(qū)動電路47-49
• 3.2.6 串口通訊電路49-50
• 3.3 本章小結(jié)50-52
• 第四章 功率模塊的保護(hù)設(shè)計52-66
• 4.1 功率模塊的過電壓保護(hù)52-56
• 4.1.1 柵射極過電壓保護(hù)52-53
• 4.1.2 集射極過電壓保護(hù)53-56
• 4.2 功率模塊的過電流保護(hù)56-58
• 4.2.1 過電流保護(hù)方案57-58
• 4.2.2 改進(jìn)型軟關(guān)斷法58
• 4.3 功率模塊的過熱保護(hù)58-64
• 4.3.1 功率模塊的損耗計算59-61
• 4.3.2 散熱器的設(shè)計與選型61-63
• 4.3.3 風(fēng)機(jī)設(shè)計63-64
• 4.4 本章小結(jié)64-66
• 第五章 靜止式船舶岸電電源的控制系統(tǒng)設(shè)計及軟件實現(xiàn)66-82
• 5.1 靜止式船舶岸電電源的開環(huán)系統(tǒng)66-67
• 5.2 電壓電流雙閉環(huán)控制設(shè)計67-70
• 5.3 改進(jìn)型PI調(diào)節(jié)器70-72
• 5.3.1 增量式PI算法70-71
• 5.3.2 改進(jìn)型PI算法71-72
• 5.4 電壓電流雙閉環(huán)控制仿真72-74
• 5.5 靜止式船舶岸電電源的軟件實現(xiàn)74-81
• 5.5.1 主程序設(shè)計74-76
• 5.5.2 fSPWM波形的數(shù)字化實現(xiàn)76-79
• 5.5.3 fAD采樣子程序79-80
• 5.5.4 過壓過流保護(hù)子程序80
• 5.5.5 改進(jìn)型PI控制子程序80-81
• 5.6 本章小結(jié)81-82
• 第六章 靜止式船舶岸電電源的實驗結(jié)果分析82-90
• 6.1 靜止式船舶岸電電源外觀圖82
• 6.2 輸入電壓電流波形82-84
• 6.3 不可控整流輸出波形84-85
• 6.4 fSPWM驅(qū)動波形85
• 6.5 緩沖電路波形85-86
• 6.6 輸出電壓電流波形86-89
• 6.7 本章小結(jié)89-90
• 第七章 總結(jié)與展望90-92
• 7.1 論文工作總結(jié)90-91
• 7.2 后續(xù)工作展望91-92
• 致謝92-93
• 參考文獻(xiàn)93-97
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果97-98
• 附錄 PCB圖98

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