30KVA机场调光器的设计及其实验研究

论文摘要

机场助航灯调光器是保障飞机在夜间、低能见度或者其他天气比较复杂的情况下,能够进行正常起飞、着陆、滑行的必要的目视助航设备。恒流调光器是机场助航灯光系统的核心控制设备,目前,国内外使用的调光器主要使用可控硅斩波技术,功率器件一般采用可控硅晶闸管,这种调光器存在波形畸变大、电网要求高,对电网污染严重、效率低、负载适应能力差等缺点。随着电力电子技术及微控制器技术的快速发展,研制一种新型的高性能、低成本的全数字式恒流调光器已成为可能,这将极大地提高调光器的技术水平,改善机场助航系统的性能,增强市场竞争力。本文依托于具体项目,在综述了调光器的国内外发展现状的基础上介绍了30KVA机场助航灯调光器系统的总体设计方案。论文从硬件设计和软件设计两方面详细的介绍了控制系统的设计过程,对其中主要模块的设计和实现进行了重点说明。系统采用TI公司的TMS320LF2407DSP替代通常所用的单片机作为主控制器来实现调光器的全数字恒流控制,应用正弦脉宽调制(SPWM)方法控制逆变器的功率模块来实现对负载回路电流的控制。系统设计了人性化的人机接口模块,可实时地对当前的电压、电流、当前光级和故障信息等进行显示,使系统的运行状态一目了然。本文还设计了多种故障保护方案,使系统的稳定性和可靠性得到了进一步的提高。论文在硬件和软件设计的基础上,进行了30KVA调光器系统的相关实验,并对实验过程中出现的问题和系统设计目前仍存在的一些问题进行了分析,总的结果表明,系统的设计已基本达到了预期的目标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 恒流调光器的国内外发展现状
• 1.3 电力电子技术的发展及对调光器发展的影响
• 1.4 逆变器数字控制技术的发展
• 1.5 论文的主要内容
• 2 30KVA 调光器系统的基本理论概述与总体设计
• 2.1 正弦脉宽调制技术原理
• 2.2 30 KVA 调光器系统的总体设计
• 2.3 30 KVA 调光器系统设计的技术要求
• 2.4 本章小结
• 3 系统的硬件设计
• 3.1 智能功率模块（IPM）概述与器件选型
• 3.2 DSP 及其外围电路设计
• 3.3 人机接口模块与DSP 接口电路设计
• 3.4 数据采集及信号调理电路设计
• 3.5 光级给定和相关保护电路设计
• 3.6 逆变器输出滤波器设计
• 3.7 本章小结
• 4 系统的软件设计
• 4.1 系统的软件设计概述
• 4.2 SPWM 在DSP 中的数字实现原理
• 4.3 数字PI 控制的实现
• 4.4 系统主程序流程
• 4.5 系统的软件设计架构
• 4.6 系统软件的中断结构
• 4.7 液晶显示模块驱动程序的设计
• 4.8 本章小结
• 5 实验分析
• 5.1 实验条件简介
• 5.2 实验记录
• 5.3 实验结论
• 5.4 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 主要工作总结
• 6.2 后续工作展望
• 致谢
• 参考文献