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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
下 载: 4次
引 用: 0次
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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。

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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