论文题目: 组合式逆变电源的设计与研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 电力电子与电力传动
作者: 史新乾
导师: 汤天浩,施伟锋
关键词: 逆变电源,数字控制,仿真设计
文献来源: 上海海事大学
发表年度: 2005
论文摘要: 正弦逆变电源是一种将直流电转换成交流电的功率转换装置。随着电子技术的发展,各种新型发电装置的使用,用电设备对电源要求不断提高,电力电子电源变换电路的研究又成为一个新的热点。逆变电源系统正向着效率高,功率密度大,可靠性高的方向发展。本文设计了一种全数字化的正弦逆变电源,它具有通用性、可组合及智能化等特点。论文首先由逆变电路的基本拓扑结构和工作原理入手,对系统的硬件构成、参数选择、控制方案及软件实现等问题进行了分析和讨论。 文中重点从结构和控制两个方面分析了逆变电源的工作原理,完成了系统设计,包括逆变电源输出滤波器的设计、基于M57962L驱动电路的设计、IGBT的控制保护、以及DSP控制外围电路的设计等,用DSP通过软件编程生成SPWM调制波的方法、控制器硬件电路组成以及其它附属电路的开发设计等。经Saber软件仿真和功率电路实验证明,组合式逆变电源这种设计方案是可行的。在仿真和实验的基础上,完成了逆变电源控制装置的硬件和软件。 具体主要完成的主要内容有: 对组合式逆变电源的主电路的拓扑结构进行了系统的分析,分析了单相半桥式、桥式、推挽式逆变电源的结构,并详细分析了各个结构的运行状态、应用范围。结合组合式逆变电源这一课题,选取了桥式的逆变单元,并分析了由此单元所组合的逆变电源和普通桥式逆变电源抗不对称负载的能力。得出了这种结构在控制上能够互相独立、互不影响的结论。 根据所选结构设计出了单相系统的方案,选用了TMS320LF2407A作为整个系统的核心数字控制芯片。在此方案的基础上,对整个系统进行了硬件部分和软件部分的设计,采用了PROTEL99SE绘出了主电路、驱动电路、保护电路、控制电路的原理图,并在原理图的基础上绘制了各个部分的PCB图,制成了印刷电路板。对逆变电源的SPWM控制方法进行了详细的分析,推导了数字控制的三种不同采样方法的具体算法。根据数字控制的三种采样方法的特点,采用了不对称规则采样法进行控制程序的设计,根据此种方法对DSP的结构进行了分析,在TI的CCS编译环境下编写出了在DSP上的SPWM脉冲调制程序。采用了SABER仿真软件建立单相系统、三相系统的仿真模型,对系统进行了仿真运行。并在仿真的基础上,对整个系统进行了实验,得到了实验结果。
论文目录:
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 逆变技术发展概况
1.2.1 电力电子开关器件的发展
1.2.2 逆变技术发展趋势
1.2.3 逆变技术应用领域
1.3 本课题内容
第二章 组合式逆变电源主电路的拓扑结构及其控制分析
2.1 正弦逆变电源的基本拓扑结构及其工作原理
2.1.1 半桥式逆变电路原理
2.1.2 全桥逆变电路原理
2.1.3 推挽式逆变电路原理
2.2 三相逆变电源的主电路结构及其抗不平衡负载分析
2.2.1 三相桥式逆变电路
2.2.2 三相组合式逆变电路抗不对称负载逆变电源
2.3 逆变电源控制技术
2.4 SPWM工作原理
2.4.1 模拟电路实现SPWM
2.4.2 采样法软件计算实现SPWM
第三章 组合式逆变电源系统设计
3.1 组合式逆变电源硬件系统设计
3.1.1 桥式逆变电路
3.1.2 IGBT的保护电路
3.1.3 驱动电路
3.1.4 输出滤波器的选择和参数设计
3.1.5 电压电流采样及其调理电路
3.1.6 TMS320LF2407A DSP及其外围电路设计
3.2 组合式逆变电源系统软件设计
3.2.1 采用DSP的PWM脉冲序列产生方法
3.2.2 不对称规则采样法DSP程序设计
第四章 组合式逆变电源仿真设计及硬件试验结果
4.1 SABER仿真软件简介
4.2 组合式逆变电源系统仿真
4.2.1 单相系统的仿真
4.2.2 滤波器参数对系统性能的影响
4.2.3 三相组合式系统的仿真分析
4.3 硬件系统实验及结果分析
第五章 结论与展望
致谢
参考文献
附录一
发布时间: 2007-01-16
参考文献
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