基于ARM的脉冲变压器数据采集与分析

论文摘要

内蒙古自治区的许多地区具有丰富的风能资源和太阳能资源,适合大力开发推广风能发电和太阳能发电。内蒙古工业大学与内蒙科委合作研制开发300W户用风光互补供电系统,已经在内蒙古西苏旗、东乌旗、四子王旗等地应用近百套,为广大无电牧民解决了基本的家庭供电问题。在研制、中试和分析用户的反馈情况时发现,户用风光互补发电系统的核心部件——逆变控制器,对感性负载的承载能力不足,极易造成逆变控制器开关管IGBT损坏。经过大量的实验对比发现,逆变控制器开关管IGBT损坏与逆变脉冲变压器的波形畸变有密切关系,因此分析研究逆变脉冲变压器的波形畸变产生的原因并从而找出解决办法,对提高逆变控制器的质量具有十分重要的意义。本文在实验研究的基础上,以户用风光互补逆变器脉冲变压器为研究对象,重点研究脉冲变压器漏感和分布电容等参数对波形畸变的影响。主要的研究工作包括:一、设计了基于嵌入式ARM处理器的脉冲变压器数据采集系统,实现了脉冲变压器波形的瞬时采集和显示,为后续的波形分析奠定实验基础;二、从理论上对脉冲变压器的工作原理以及参数与波形输出之间的关系进行分析和讨论。三、在理论分析的基础上,利用仿真软件对脉冲变压器进行大量的仿真实验研究,并得到了与实际试验相符的结论。本文的研究对逆变器脉冲变压器的设计制造具有指导意义,为提高风光互补逆变电源系统的质量以及户用风光互补逆变电源系统在内蒙古地区的推广做了有益的工作。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.1.1 可再生能源的背景
• 1.1.2 风光互补发电系统及逆变电源
• 1.2 国内外研究状况
• 1.3 本文主要研究内容
• 第二章 基于ARM 的瞬时数据采集系统
• 2.1 瞬时数据采集系统总体介绍
• 2.1.1 系统设计目的
• 2.1.2 系统总体设计方案
• 2.2 硬件电路设计
• 2.2.1 前端模拟电路模块
• 2.2.2 主控制模块
• 2.2.3 数据存储器模块
• 2.2.4 数据传输接口模块
• 2.2.5 其他电路
• 2.3 软件设计
• 2.3.1 软件开发环境介绍
• 2.3.2 系统软件结构设计
• 2.3.3 嵌入式时实操作系统移植
• 2.3.4 应用程序设计
• 2.4 瞬时采样系统运行效果
• 2.4.1 测试方案
• 2.4.2 运行效果
• 第三章 脉冲变压器理论分析
• 3.1 FG-300W 风光互补逆变电源工作原理
• 3.1.1 风光互补发电系统结构
• 3.1.2 FG-300W 风光互补逆变电源主电路结构
• 3.2 脉冲变压器的等值线路
• 3.3 脉冲变压器动态参数分析
• 3.3.1 考虑漏感时脉冲变压器电路中的过渡过程
• 3.3.2 脉冲变压器漏感对开关电源的影响
• 3.3.3 抑制漏感影响的措施
• 3.4 脉冲变压器分布电容对逆变器的影响
• 3.4.1 脉冲变压器分布电容
• 3.4.2 分布电容对充电电流工作状态的影响
• 3.4.3 抑制分布电容的措施
• 第四章 脉冲变压器实验研究
• 4.1 实验目的
• 4.2 实验方法
• 4.3 实验结果分析
• 4.3.1 FG-300W 逆变变压器的波形
• 4.3.2 仿真结果
• 第五章 全文总结
• 参考文献
• 附录
• 数据采集系统测试方案连接实物照片
• 基于ARM 的数据采集系统电路原理图
• 致谢