三相数字化变频电源控制器的设计

论文摘要

变频技术是重要的节能和环保技术,在工业生产、交通运输和家用电器中应用相当广泛。现代变频电源不仅仅再是简单地追求稳定电压频率等基本指标,数字化、高频化、高功率密度、高功率因数、低损耗、低谐波输出等是对变频电源的新要求。本文介绍了变频电源的建模方法,并给出了变频电源的平均状态数学模型;分析了当今研究应用比较多的几种控制方案,重点给出电流瞬时值内环、电压平均值外环双环控制的数字PI实现;根据设计要求,详细给出了变频电源的硬件电路设计和软件设计;并对设计作了客观地总结。整个变频电源系统设计能紧跟变频电源的发展方向。变频电源加入了有源功率因数校正电路,使得电源的功率数较高;控制及接口部分采用了高性能DSP TMS320F2812并配以PIC16F877的双CPU系统,数字化程度较高,实时性好;采用空间电压矢量PWM控制方案,因此,系统电压利用率比正弦波PWM调制方法提高15.5%;采用电流瞬时值内环、电压平均值外环控制,使得变频电源的动态性能及稳态精度得到进一步提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 变频电源的国内外发展现状
• 1.3 论文所做工作
• 第二章 变频电源控制技术的分析
• 2.1 变频电源的数学模型
• 2.1.1 状态平均的概念
• 2.1.2 BOOST 变换器的动态建模
• 2.1.3 三相PWM 逆变器的动态建模
• 2.2 变频电源控制技术的研究
• 2.3 小结
• 第三章 变频电源硬件设计
• 3.1 主电路设计
• 3.1.1 主电路拓扑分析及选择
• 3.1.2 基于APFC 技术的整流器设计
• 3.1.3 高频隔离变压器的设计
• 3.1.4 逆变电路的设计
• 3.1.5 输出滤波电路的设计
• 3.2 控制电路设计
• 3.2.1 TMS320F2812 芯片简介
• 3.2.2 控制电路参数选择
• 3.2.3 人机接口电路设计
• 3.2.4 印制电路板设计
• 3.3 小结
• 第四章 变频电源软件设计
• 4.1 DSP 部分软件的实现
• 4.1.1 主程序
• 4.1.2 SVPWM 程序模块
• 4.1.3 PID 调节部分软件设计
• 4.1.4 SCI 部分软件设计
• 4.2 单片机部分软件实现
• 4.2.1 主程序
• 4.2.2 键盘接口中断程序
• 4.2.3 液晶显示程序
• 4.3 小结
• 第五章 总结
• 5.1 本文所做工作
• 5.2 展望
• 参考文献
• 论文发表情况
• 致谢