论文摘要
随着社会的高速发展,人们对电力系统的稳定性提出了越来越高的要求,为了保证电力电缆投入运营后能安全运行,就需要对其绝缘性能进行检测试验。由于电力电缆具有较大的电容量,如果使用工频电源进行绝缘耐压试验,对试验设备的要求就很高。为了克服这些难点,国内外的科研人员通过研究提出了各种不同的方法来替代工频耐压试验装置。其中以变频串联谐振技术最为经济和易于实现,是今后电力电缆现场交流耐压的主要发展方向。本文首先分析了直流耐压试验和传统的交流耐压试验在XLPE电力电缆绝缘检测方面的优缺点,在此基础上阐述了使用变频串联谐振技术实现XLPE电力电缆现场交流耐压的可实现性。接着对SPWM脉宽调制技术做了详细的分析和介绍,比较了各种SPWM波形生成的基本原理,确定了采用不对称规则采样法作为控制功率开关器件的技术手段,用以实现幅值和频率均可独立调节的电压输出。根据交流耐压试验的要求,采用DSP和FPGA协同工作的方式,进行控制系统硬件方案的设计。控制系统的硬件部分包括以DSP芯片为核心的主控制器部分,用于输出SPWM正弦脉宽调制波,同时通过故障信号处理模块实时监测试验状态,能对异常情况做出及时反应；还设计了以FPGA芯片为核心的人机交互控制单元,接收来自键盘的控制信号,同步传输给DSP处理器,并将相关试验信息实时显示在LCD液晶屏上。论文中给出了变频串联谐振交流耐压装置控制系统中硬件部分各功能单元的设计方案,完成了各个单元的电路设计并且制作了PCB电路板。在控制系统的软件部分阐述了初步的软件设计以及软件结构框图,分析了软件部分的工作流程。最后对本次论文的工作进行了分析和总结,提出了需要改进的方面。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 研究课题的意义1.2 国内外技术现状1.2.1 直流耐压试验方法1.2.2 超低频0.1 Hz（VLF）耐压试验方法1.2.3 高频振荡波（OSI）试验方法1.2.4 串联谐振交流耐压试验方法1.3 调频式串联谐振交流耐压试验装置的特点1.4 本文的主要研究内容第2章 变频串联谐振技术原理及分析2.1 串联谐振电路谐振特性分析2.1.1 串联谐振电路的阻抗特性分析2.1.2 串联谐振电路的能量变化分析2.1.3 串联谐振电路的频率特性分析2.2 变频调压谐振点的查找2.3 变频调压的技术实现2.3.1 PWM脉宽调制技术原理2.3.2 SPWM正弦脉宽调制技术原理2.3.3 SPWM正弦脉宽调制方式2.3.4 死区效应对输出信号的影响2.4 本章小结第3章 变频串联谐振控制系统的设计与研究3.1 试验装置的总体结构3.2 控制系统的设计思路3.3 DSP芯片TMS320F2812简介3.3.1 TMS320F2812内核3.3.2 事件管理器3.3.3 模数转换模块ADC3.3.4 SCI串行接口3.4 智能功率模块IPM简介3.5 变频串联谐振控制系统硬件电路设计3.5.1 智能功率模块接口电路设计3.5.2 控制系统硬件供电单元设计3.5.3 DSP芯片的时钟和电源供电单元3.5.4 试验信号采集与调理单元设计3.5.5 控制系统硬件部分外围电路设计3.6 DSP与PC机的通信电路模块3.7 本章小结第4章 基于FPGA的人机交互系统设计4.1 FPGA芯片简介4.2 FPGA的硬件电路设计4.3 人机交互的液晶接口电路4.4 人机交互的键盘控制电路4.5 FPGA和DSP的通信接口模块4.6 本章小结第5章 变频串联谐振控制系统的软件设计5.1 变频调压的软件结构设计5.1.1 SPWM波形的实现5.1.2 SPWM变频调压算法设计5.1.3 SPWM子程序设计5.2 采用FPGA实现LCD显示设计5.2.1 LCD液晶的初始化5.2.2 显示状态空间5.2.3 数据显示的软件仿真5.2.4 按键消抖设计5.3 人机交互界面设计5.3.1 手动调谐设计5.3.2 自动调谐设计5.4 设计实物5.5 本章小结结论致谢参考文献攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
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标签：交流耐压试验论文; 串联谐振论文; 正弦脉宽调制论文;
