電能的使用遍及國民生活的各個角落,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)量問題也越來越嚴重,電能質(zhì)量問題已經(jīng)成為電能領域的一個研究熱點。智能化電能質(zhì)量問題模擬電源裝置是一種能夠模擬電壓暫變等電能質(zhì)量問題的有效裝置,該裝置的研制對于研究電能質(zhì)量問題具有重要意義,主控制器作為智能化電能質(zhì)量問題模擬電源的核心部件之一控制著系統(tǒng)的運行狀態(tài),對系統(tǒng)運行起著至關(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無線WiFi通信接收模擬電源裝置的上位機指令,主控制器解析從上位機接收的三相電壓指令,根據(jù)解析的指令控制系統(tǒng)的運行狀態(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,同時將系統(tǒng)的運行狀態(tài)反饋給模擬電源裝置上位機界面進行顯示。為實現(xiàn)主控制器的功能,本文分別對主控制器進行了軟硬件設計,主控器的硬件設計主要包括:直流母線電壓檢測電路、主控制器供電電路、繼電器驅(qū)動電路、電流檢測電路和隔離驅(qū)動電路。軟件設計程序包括:主程序設計、無線WiFi通信程序設計、直流母線電壓采集程序設計、正弦波數(shù)據(jù)數(shù)組下標定時更新程序設計、三相電壓幅值和相位定時更新程序設計、12路SPWM波形生成程序設計。通過對主控制器的軟硬件模塊聯(lián)合測試表明,本文研制的主控制器能實現(xiàn)智能化電能質(zhì)量問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)量問題模擬電源的背景意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,接著對整個裝置系統(tǒng)進行了整體概述,提出了主控器總體方案設計,然后根據(jù)主控制器要實現(xiàn)的功能,設計了主控制器的軟硬件方案,并對主控器的軟硬件進行了各模塊單獨測試和軟硬件聯(lián)合測試,經(jīng)測試表明本文設計的主控制器實現(xiàn)了系統(tǒng)的功能需求和各項技術(shù)指標。
【學位單位】：西安工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：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 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容
    1.4 論文章節(jié)安排
2 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)簡介
    2.1 電能質(zhì)量問題簡介
    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 逆變器輸出電壓實時控制原理
        2.2.4 以太網(wǎng)通信原理
    2.3 軟件開發(fā)平臺介紹
    2.4 本章小結(jié)
3 主控制器總體方案設計
    3.1 智能化電能質(zhì)量問題模擬電源系統(tǒng)概述
    3.2 主控制器功能定義及參數(shù)指標
    3.3 主控制器方案設計
    3.4 本章小結(jié)
4 主控制器硬件設計
    4.1 主控制器硬件設計概述
    4.2 主控制器電路設計
        4.2.1 直流母線電壓檢測電路設計
        4.2.2 電源電路設計
        4.2.3 以太網(wǎng)接口電路設計
        4.2.4 繼電器驅(qū)動電路設計
        4.2.5 電流檢測電路設計
        4.2.6 驅(qū)動電路設計
    4.3 主控制器硬件PCB設計及實物展示
    4.4 本章小結(jié)
5 主控制器程序設計
    5.1 主控制器程序設計概述
    5.2 主控制器各模塊程序設計
        5.2.1 主程序設計
        5.2.2 無線WiFi通信程序設計
        5.2.3 直流母線電壓信號檢測程序設計
        5.2.4 三相電壓幅值和相位定時更新程序設計
        5.2.5 定時更新正弦波數(shù)據(jù)程序設計
        5.2.6 生成12路SPWM波形程序設計
        5.2.7 過流保護程序設計
    5.3 本章小結(jié)
6 主控制器測試
    6.1 測試目的與內(nèi)容
    6.2 主控制器各部分功能測試
        6.2.1 無線WiFi通信測試
        6.2.2 直流母線電壓采集測試
        6.2.3 SPWM輸出波形測試
    6.3 主控制器總體測試
    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
作者攻讀學位期間學術(shù)成果清單
致謝

【參考文獻】

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本文編號：2890006