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研究生: 鐘崇訓
Chong-Syun Jhong
論文名稱: 使用FPGA晶片之電壓閃爍計算
Voltage Filcker Calculation Using FPGA
指導教授: 吳啟瑞
Chi-Jui Wu
口試委員: 郭明哲
Ming-Tse Kuo
李尚懿
San-Yi Lee
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電機工程系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 85
中文關鍵詞: 電壓閃爍間接解調法FPGA
外文關鍵詞: Voltage Flicker, Indirect Demodulation method, FPGA
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近年來電力業者逐漸重視電力品質的問題,包括電壓閃爍、電壓不平衡以及諧波等。電壓閃爍是由大型工廠的變動性負載所造成的,例如鋼鐵廠的電弧爐在運作時就可能會造成相當劇烈的電壓閃爍。若是能夠迅速地計算出電壓閃爍的量,就可用來輔助補償設備,告知要補償多少的量以達成最佳的補償。因此本文設計FPGA晶片的電路來計算電壓閃爍,首先分析電壓閃爍的計算方式,包括直接解調法與間接解調法。然後針對間接解調法的計算流程提出改善,說明計算電壓閃爍之FPGA晶片的設計流程。然後使用複合振幅調變方程式產生測試信號,分別使用ModelSim模擬FPGA晶片計算的結果與使用Matlab計算的結果做比較。經本文的模擬測試後證實,設計出來的電路確實能夠精準計算調變頻率的電壓變動量。


In recent years, electric utilities have paid attention to the issues of power quality on power systems. The issues include voltage flicker, voltage unbalance, and harmonics. The major sources of voltage flicker are produced from the varying load of large-scale industry customers, such as furnaces of steel factories. If there is a method to compute the quantity of voltage flicker quickly, then it can assist the compensator to modify the compensated quantity instantaneously. So in this study, it is to design the logic circuits of FPGA to calculate the voltage flicker level. Firstly, the computation approaches of voltage flicker, including the direct demodulate method (DDM) and the indirect demodulate method (IDM), are investigated. Then, a design using the FPGA chip is developed to compute the level of voltage flicker. Then the generated test signals of complex amplitude modulation functions are used to compare the computation results between using ModelSim to simulate FPGA and using Matlab. From the simulation results, the designed logic circuits really can calculate the values voltage fluctuation at the modulated frequency.

中文摘要 i Abstract ii 誌謝 iii 目錄 iv 圖索引 vii 表索引 x 第一章 緒論 1 1.1 研究動機與目的 1 1.2 文獻回顧 2 1.3 研究方法 3 1.4 章節敘述 4 第二章 現場可程式邏輯閘陣列 6 2.1 簡介 6 2.2 FPGA基本結構 6 2.3 FPGA開發平台 9 2.4 FPGA的設計流程 12 2.5 VHDL硬體描述語言介紹 15 2.6 系統監控測試軟體介紹 21 第三章 電壓閃爍定義 24 3.1電壓閃爍簡介 24 3.2電壓閃爍程度評估方式與管制標準 26 3.2.1 UIE標準理論 26 3.2.2日本理論 26 3.2.3電壓閃爍管制標準 27 3.3交流與直流電弧爐簡介 29 3.3.1交流與直流電弧爐簡介 29 3.3.2電弧爐電路特性 31 3.3.3電弧爐虛功率特性 32 第四章 間接解調法計算電壓閃爍 35 4.1 簡介 35 4.2 快速傅立葉轉換(FFT) 35 4.3 直接解調法 42 4.4 間接解調法 44 4.5 小結 51 第五章 電壓閃爍計算結果 52 5.1 簡介 52 5.2 正規化與數值系統 52 5.3 IP Core 53 5.4 間接解調法計算電壓閃爍IC功能架構 55 5.5 逆向正規化 61 5.6 計算結果 62 5.7 小結 65 第六章結論與未來研究方向 66 6.1 結論 66 6.2 未來研究方向 67 參考文獻 68

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無法下載圖示 全文公開日期 2015/07/28 (校內網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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