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基于交流斩波的路灯节电器研究
作 者: 张慧霞
导 师: 王春杰
学 校: 天津理工大学
专 业: 电力系统及其自动化
关键词: 交流斩波调压 单周期控制 Zigbee
分类号: TM923.5
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
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内容摘要
近年来,随着我国城市化建设的快速推进,城市路灯照明用电量巨大,因此如何降低路灯的电能消耗已经成为研究的热点课题。从国内外的研究现状来看,适当降低供电电压可以取得很好的节能效果,是路灯节电的主流技术。交流斩波是一种新型的高性能交流调压技术,相较传统的电磁调压技术,具有连续调节、谐波小、功率因数高、体积小、重量轻、效率高的突出特点。在此背景下,本课题设计了一种基于交流斩波调压技术的路灯节电器。首先,对现有的调压技术原理及特点进行分析比较,理论证明了交流斩波技术适用于路灯节电器的合理性和优越性。在此基础上对交流斩波调压技术进行详细的分析,包括主电路拓扑结构、单周期控制策略、谐波分析等,并利用MATLAB进行了仿真研究验证。其次,针对路灯节电器的具体特点完成了以单片机89SC51为核心的路灯节电器方案设计包括节电器的主电路、控制电路、检测电路等环节的硬件设计和软件设计。最后,将无线通讯中的Zigbee技术和交流斩波技术相结合,完成了可实现无线数据管理的路灯节电器系统设计。
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全文目录
摘要 5-6 Abstract 6-7 目录 7-9 第一章 绪论 9-13 1.1 课题背景 9 1.2 各类电光源及其发展 9-10 1.3 国内外研究现状 10-11 1.3.1 国内研究现状 10-11 1.3.2 国外研究现状 11 1.4 研究目的及意义 11-12 1.5 主要研究内容 12-13 第二章 照明节电技术研究 13-19 2.1 交流调压 13-15 2.1.1 电阻性负载 13 2.1.2 电感性负载 13-15 2.2 自耦变压调压器 15 2.3 接触式调压器 15-16 2.4 磁性调压器 16-17 2.5 补偿变压调压器 17-18 2.6 本章小结 18-19 第三章 交流斩波技术仿真研究 19-40 3.1 交流斩波调压技术原理概述 19-21 3.1.1 单相交流斩波电路 19-20 3.1.2 三相交流斩波电路 20-21 3.2 交流斩波技术主电路拓扑结构分析 21-22 3.3 单相交流斩波技术控制策略研究 22-27 3.3.1 补控制方式 23 3.3.2 非互补控制方式 23-25 3.3.3 带电流检测的非互补控制方式 25-26 3.3.4 无电流检测的非互补控制方式 26-27 3.4 谐波分析 27-29 3.4.1 谐波问题及研究现状 27-28 3.4.2 谐波抑制的方法 28-29 3.5 仿真研究 29-39 3.5.1 原理仿真 30-31 3.5.2 基于单周期控制的仿真 31-35 3.5.3 滤波器选择与仿真 35-39 3.6 本章小结 39-40 第四章 系统设计 40-51 4.1 系统总体设计方案 40 4.2 系统硬件设计 40-48 4.2.1 主电路 40-41 4.2.2 IGBT驱动电路 41-42 4.2.3 检测及保护电路 42-43 4.2.4 电压电流检测电路 43 4.2.5 单周期控制电路 43-46 4.2.6 单片机及稳压电源 46-48 4.3 系统软件设计 48-50 4.3.1 控制系统构成及工作原理 48-49 4.3.2 程序流程图 49 4.3.3 检测及保护部分 49-50 4.4 本章小结 50-51 第五章 基于Zigbee网络和交流斩波技术的照明节电系统的设计 51-56 5.1 Zigbee 51-52 5.1.1 Zigbee网络 51-52 5.2 系统设计方案 52-53 5.3 监控系统设计 53-54 5.4 Zigbee硬件平台 54-55 5.5 本章小结 55-56 第六章 总结与展望 56-57 6.1 总结 56 6.2 展望 56-57 参考文献 57-60 发表论文和科研情况说明 60-61 致谢 61
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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电气化、电能应用 > 电气照明 > 各种用途的灯
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