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基于FPGA的电力电子实验装置的研制

发布时间:2018-03-21 15:33

  本文选题:电力电子实验 切入点:FPGA 出处:《华北电力大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:电力电子技术是一门前沿性、实践性都很强的课程,因此,实验教学是此门课程必不可少的一个环节。目前市面上有很多种类的电力电子实验装置,其控制系统都是由模拟电路或数模混合电路搭建而成。我校目前使用的实验装置存在很多不足:采用模块化的封装结构,设备损坏后维修比较困难;使用的功率器件额定电流电压参数都比较小,实验时受杂散参数影响较大,实验输出波形失真严重;控制系统为全模拟控制,组成元器件及线路之间会相互影响;实验内容比较固定,无法根据学生的具体情况制定创新性或是研究性实验内容。鉴于此,自主研制了一套电力电子实验装置,该实验装置除了能做传统的电力电子基础性实验外,还可以做综合性和创新性实验,更加贴近本校教学要求。在结构方面,采用了新颖的抽屉式结构,方便学生观察内部接线;控制方面,使用全数字化控制,提高了控制的可靠性、稳定性和准确性。本文的主要任务是硬件系统及软件系统的设计,硬件系统包括电源模块、控制模块、各主电路模块、负载模块等,其中控制模块采用FPGA作为主控芯片,配以数字电位器和数码显示单元,并留有专用接口,供用户二次开发使用,具有良好的扩展性。此外,在各个模块上都配置了专门的保护电路。软件设计包括对各个实验控制脉冲的设计以及数字编码器及数码显示单元的控制。该实验装置经过调试及一段时间的使用,可满足教学的实验课程需要。
[Abstract]:Power electronics technology is an advanced and practical course, therefore, experimental teaching is an essential part of the course. There are many kinds of power electronic experimental device on the market at present, the control system is composed of analog or mixed signal circuits built into the testing device. The school currently used there are many shortcomings: the package module structure, equipment damage repair difficult; rated current voltage power device parameters are relatively small, the influence of stray parameters, the output waveform distortion is serious; control system for analog control, between the components and the line will influence each other the experiment content is relatively fixed; not according to the specific circumstances of the students to develop innovative or experimental research. In view of this, independently developed a set of power electronic experimental device, the experimental device In addition to do basic experiment of traditional power electronics, also can do a comprehensive and innovative experiment, closer to the requirements of the school teaching. In terms of structure, the drawer type novel structure, convenient for students to observe the internal connection; control, using digital control, improve the reliability of the control, stability and accuracy. The main task of this paper is the design of hardware system and software system, the hardware system includes power module, control module, the main circuit module and load module, the control module adopts FPGA as the main control chip, with the display unit to digital and digital potentiometer, and have a special interface for users to develop two times, has a good scalability. In addition, each module is arranged on the protection circuit. Special software design includes all experiment design and digital control pulse encoder and digital display single The experimental device can meet the needs of the teaching experiment course after debugging and using it for a period of time.

【学位授予单位】:华北电力大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM506

【参考文献】

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本文编号:1644476

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