網(wǎng)絡(luò)化港口照明節(jié)能方法研究與應(yīng)用

【摘要】：人類社會發(fā)展的步伐越來越受到能源危機(jī)和環(huán)境污染的威脅,解決未來可持續(xù)發(fā)展難題可從開源(新能源)和節(jié)流(節(jié)能降耗)著手。但是新能源技術(shù)目前還無法作為能源供應(yīng)的主力,而節(jié)能降耗技術(shù)在當(dāng)前化石能源時代和未來的新能源時代都有著重要意義。 在港口行業(yè),對照明系統(tǒng)引入節(jié)能降耗技術(shù),亦對港口節(jié)能有著積極的意義。本課題研究在港口照明系統(tǒng)中,使用電子鎮(zhèn)流器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電感鎮(zhèn)流器,提升能效水平,提供調(diào)光功能；同時,研究網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù),實現(xiàn)電子鎮(zhèn)流器的遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制功能。 本文設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)化港口照明系統(tǒng),采用電子鎮(zhèn)流器和網(wǎng)絡(luò)控制器分立設(shè)計方案,以實現(xiàn)在遠(yuǎn)程控制中心與高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器之間靈活地組建多種類型網(wǎng)絡(luò),以最優(yōu)的成本,滿足港口照明系統(tǒng)的多樣化網(wǎng)絡(luò)需求。本文研究對象為1KW高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器,滿足港口大功率照明需求。 本文首先調(diào)研港口照明系統(tǒng)中,現(xiàn)有照明設(shè)備及其控制技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀,并對比分析了網(wǎng)絡(luò)化電子鎮(zhèn)流器照明方法的優(yōu)越性能,提出了網(wǎng)絡(luò)化電子鎮(zhèn)流器的設(shè)計指標(biāo)；然后提出照明系統(tǒng)的總體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方案,即分別實現(xiàn)電子鎮(zhèn)流器和網(wǎng)絡(luò)控制器,以組建相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。然后,本文針對電子鎮(zhèn)流器的電路功能要求,論證確定其電路實現(xiàn)方案,詳細(xì)闡述了電子鎮(zhèn)流器的電力電子電路設(shè)計、控制器電路硬件和軟件設(shè)計、以及網(wǎng)絡(luò)控制器的設(shè)計。 電子鎮(zhèn)流器的電力電子電路部分采用“整流和功率因數(shù)校正—直流斬波功率和功率控制—逆變”三級拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),以改善設(shè)備的功率因數(shù),并提供良好的運行狀態(tài)監(jiān)測和恒功率控制功能。電子鎮(zhèn)流器控制電路部分采用單片機(jī)電路提供電力電子電路的控制脈沖,同時實現(xiàn)運行狀態(tài)數(shù)據(jù)的數(shù)字化,利用單片機(jī)軟件實現(xiàn)控制精確、響應(yīng)快速的恒功率控制器。 本文中,分別實現(xiàn)“以太網(wǎng)—電力載波網(wǎng)關(guān)”和“電力載波—RS485網(wǎng)關(guān)”兩種網(wǎng)絡(luò)控制器。針對前者的高速數(shù)據(jù)處理需求,以ARM作為核心微控制器,移植uC/OS及l(fā)wip實現(xiàn)數(shù)據(jù)快速中轉(zhuǎn)。針對后者的低速數(shù)據(jù)特性,以C51單片機(jī)作為主控制器,以較低的成本實現(xiàn)系統(tǒng)功能要求。 【關(guān)鍵詞】：高壓鈉燈 電子鎮(zhèn)流器 以太網(wǎng) 電力載波通信
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TM923.61
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題背景10-12
• 1.2 照明設(shè)備12-14
• 1.2.1 照明設(shè)備性能指標(biāo)12-13
• 1.2.2 照明設(shè)備分類13-14
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 課題研究內(nèi)容15-18
• 1.4.1 電子鎮(zhèn)流器16
• 1.4.2 網(wǎng)絡(luò)控制器16-17
• 1.4.3 設(shè)計指標(biāo)17-18
• 第2章 網(wǎng)絡(luò)化港口照明方案18-42
• 2.1 高壓鈉燈控制方法18-22
• 2.1.1 高壓鈉燈工作原理18
• 2.1.2 高壓鈉燈工作特性18-19
• 2.1.3 高壓鈉燈重要問題19-20
• 2.1.4 高壓鈉燈鎮(zhèn)流器20-22
• 2.2 總體方案22-25
• 2.2.1 網(wǎng)絡(luò)控制器-電子鎮(zhèn)流器一體式22-24
• 2.2.2 網(wǎng)絡(luò)控制器-電子鎮(zhèn)流器分立式24-25
• 2.3 網(wǎng)絡(luò)化港口照明系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)25-26
• 2.4 電子鎮(zhèn)流器26-41
• 2.4.1 電力電子變換電路26-40
• 2.4.2 電子鎮(zhèn)流器控制器及其接口電路40-41
• 2.5 網(wǎng)絡(luò)控制器41
• 2.6 本章小結(jié)41-42
• 第3章 電子鎮(zhèn)流器42-79
• 3.1 電子鎮(zhèn)流器電力電子電路42-55
• 3.1.1 濾波和保護(hù)電路42-44
• 3.1.2 輔助電源電路44-46
• 3.1.3 整流和PFC電路46-49
• 3.1.4 DC-DC變換電路49-52
• 3.1.5 DC-AC逆變電路52-53
• 3.1.6 點火電路53-55
• 3.2 電子鎮(zhèn)流器控制器硬件55-64
• 3.2.1 控制器信號流55
• 3.2.2 單片機(jī)選型55-57
• 3.2.3 單片機(jī)核心電路57-58
• 3.2.4 電壓/電流調(diào)理電路58-61
• 3.2.5 輸出信號隔離電路61-63
• 3.2.6 RS-485接口電路63-64
• 3.3 電子鎮(zhèn)流器軟件64-78
• 3.3.1 電子鎮(zhèn)流器軟件流程64-66
• 3.3.2 電子鎮(zhèn)流器基礎(chǔ)軟件66-75
• 3.3.3 高壓鈉燈啟動控制75-77
• 3.3.4 高壓鈉燈恒功率控制77
• 3.3.5 電子鎮(zhèn)流器通信處理77-78
• 3.4 本章小結(jié)78-79
• 第4章 網(wǎng)絡(luò)控制器79-92
• 4.1 網(wǎng)絡(luò)控制器設(shè)計79-80
• 4.2 以太網(wǎng)-電力載波網(wǎng)關(guān)硬件設(shè)計80-86
• 4.2.1 電源電路設(shè)計81-82
• 4.2.2 CPU周邊電路設(shè)計82-84
• 4.2.3 以太網(wǎng)接口電路設(shè)計84-85
• 4.2.4 電力載波接口電路設(shè)計85-86
• 4.3 以太網(wǎng)-電力載波網(wǎng)關(guān)軟件設(shè)計86-88
• 4.4 電力載波-RS485網(wǎng)關(guān)硬件設(shè)計88-91
• 4.4.1 CPU周邊電路設(shè)計88-89
• 4.4.2 電力載波接口電路89-91
• 4.5 電力載波-RS485網(wǎng)關(guān)軟件設(shè)計91
• 4.6 本章小節(jié)91-92
• 第5章 總結(jié)與展望92-94
• 5.1 總結(jié)92
• 5.2 展望92-94
• 致謝94-95
• 參考文獻(xiàn)95-98
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研情況98

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