【正文】 論的支持，功率因數(shù)校正、并聯(lián)均流、有源鉗位、微機監(jiān)控等技術(shù)的應(yīng)用，使現(xiàn)代電源技術(shù)逐漸走上高頻化?！?4動態(tài)響應(yīng)快,控制性能好,電氣性能指標(biāo)好。當(dāng)然還有其他的分類方式可以把逆變電源分為不同的種類，這里不再敘述。 工頻逆變一般指 50~60Hz 的逆變電源，中頻逆變的頻率一般為 400Hz 到十幾KHz；高頻逆變電源的頻率則一般為十幾 kHz 到 MHz。其應(yīng)用領(lǐng)域也達到了前所未有的廣闊，從毫瓦級的液晶背光板逆變電路到百兆瓦級的高壓直流輸電換流站；從日常生活的變頻空調(diào)、變頻冰箱到航空領(lǐng)域的機載設(shè)備；從使用常規(guī)化石能源的火力發(fā)電設(shè)備到使用可再生能源發(fā)電的太陽能風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，都少不了逆變電源。400HZ中頻逆變電源廣泛應(yīng)用于飛機、雷達、通信等領(lǐng)域，其對逆變電源的穩(wěn)定精度、可靠性等提出了高要求。為了取得更好的控制效果，把改進型重復(fù)控制算法應(yīng)用到本系統(tǒng)當(dāng)中，改進型重復(fù)控制把重復(fù)控制與PID控制相結(jié)合，取得較好的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)特性。逆變電路采用直流變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變技術(shù)，直流變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變器由直流變換器與極性反轉(zhuǎn)逆變橋級聯(lián)而成，具有電路結(jié)構(gòu)簡潔、前級工作在SPWM、后級工作在中頻方波逆變、逆變橋功率開關(guān)電壓應(yīng)力低且實現(xiàn)ZVS、抗輸入電壓擾動能力等優(yōu)點。400HZ逆變電源的研究畢業(yè)論文目 錄摘要 .................................................................................................................II關(guān)鍵字 .............................................................................................................IIABSTRACT........................................................................................................IIIKEY WORDS......................................................................................................III前言 ..................................................................................................................11. 緒論 ..............................................................................................................3 數(shù)字化逆變電源的發(fā)展 ..................................3 數(shù)字化逆變電源的控制 .................................3 本文主要研究內(nèi)容 .....................................32. 直流變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變 ......................................................................5 SPWM 脈寬調(diào)制技術(shù) .....................................5 直流變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變 ..............................7 本章小結(jié) .............................................103. 直流/交流變換器（逆變器） ..................................................................11 逆變器的類型和性能指標(biāo) ..............................11 電壓型單相方波逆變電路工作原理 ......................11 電壓型單相逆變器電壓和波形控制 ......................11 三相逆變電路工作原理 ................................12 三相逆變器輸出電壓和波形的 SPWM 控制 .................12 三相逆變器電壓空間矢量 ..............................124. 系統(tǒng)綜述 ....................................................................................................13 技術(shù)指標(biāo) ............................................13 系統(tǒng)主電路 ..........................................21 驅(qū)動，測量，保護電路 ................................19 本章小結(jié) ............................................215. 改進型重復(fù)控制 ........................................................................................22 概述 ................................................22 數(shù)字 PID 控制技術(shù) ....................................22 重復(fù)控制技術(shù) ........................................23華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）II 改進型重復(fù)控制 ......................................26 改進型重復(fù)控制器參數(shù)設(shè)定 ............................27結(jié)束語 ............................................................................................................30參考文獻 ........................................................................................................31致謝 ................................................................................................................32華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）III400HZ逆變電源的研究摘要400Hz逆變電源是航空專用電源，由于其應(yīng)用的特殊場合，也就對其提出更高的要求，數(shù)字化、高效率、高性能是專用逆變電源的發(fā)展方向。控制系統(tǒng)DSP TMS320LF2407A為核心。關(guān)鍵詞：直流變換器。逆變電源是將直流電能轉(zhuǎn)變成交流電能的變流裝置，是太陽能、風(fēng)力發(fā)電中一個重要部件。毋須懷疑，隨著計算機技術(shù)和各種新型功率器件的發(fā)展，逆變裝置也將向著體積更小、效率更高、性能指標(biāo)更優(yōu)越的方向發(fā)展。 （2）按照逆變電源的輸出相數(shù)可以分為單項逆變電源、三項逆變電源和多相逆變電源。采用逆變技術(shù)是為了獲得不同的穩(wěn)定或變化形式的電能，具有很多的優(yōu)點：靈活調(diào)節(jié)輸出電壓或電流的幅度和頻率，如交流電動機的調(diào)速?！?5保護快。高頻化帶來的直接好處就是使電源裝置的小型化，并使電源產(chǎn)品進入到了更為廣闊的領(lǐng)域。而且可以方便的實現(xiàn)模塊化，對于產(chǎn)品的系列化生產(chǎn)具有很好的借鑒。電路復(fù)雜，所占的體積較大；靈活性不夠，硬件電路設(shè)計好了，控制策略就無法改變；調(diào)試不方便，由于所采用器件特性的差異，致使電源一致性差，且模擬器件的工作點的漂移，導(dǎo)致系統(tǒng)參數(shù)的漂移。逆變電源采用數(shù)字控制，具有以下明顯優(yōu)點：(1)減少控制元件數(shù)量，提高系統(tǒng)抗干擾能力。(4)易于采用先進的控制方法和智能控制策略，使得逆變電源的智能化程度更高，性能更完美，輸出電能質(zhì)量好，可靠性高，便于實現(xiàn)智能控制。 本文主要研究內(nèi)容本文對交流輸入220V，輸出交流115V、400HZ的中頻電源進行了研制。這也是正弦脈寬調(diào)制技術(shù)得到廣泛應(yīng)用的原因之一。（1）單極性調(diào)制通過控制功率開關(guān)管的通斷，使輸出電壓在 或 即+1/0(1/0)之間0/CU?/C?切換，這就是單極性的調(diào)制。這是單極性spwm調(diào)制當(dāng)中的倍頻調(diào)制方式。對于單極性的調(diào)制可根據(jù)實際電路采用不同的方法，在本文中，采用是圖21(b)所示的方法，結(jié)合實際的主電路結(jié)構(gòu)使控制更簡潔，達到較好的效果。對于BUCK型逆變器，有單極性和雙極性兩種調(diào)制方式。直流變換級將直流電壓變換成全波整流電壓，極性反轉(zhuǎn)逆變橋?qū)⑵淠孀兂烧医涣麟?，其類型由前置直流變換器的類型(BUCK或BUCK，BOOST)決定，因而稱為直流變換器型高頻環(huán)節(jié)變換器。A）電路結(jié)構(gòu) 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）8B）控制系統(tǒng) 圖23單向直流變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變器電路結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)如果將直流變換器用于無源逆變場合，其結(jié)果是空載、容性負載、感性負載甚至阻性輕載時輸出正弦電壓波形嚴(yán)重畸變，僅在阻性滿載時輸出波形較好，即負載適應(yīng)能力弱。 [9]華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）9圖25 雙向直流變換器型高頻環(huán)節(jié)逆變器電路結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)由于雙向的直流變換器能夠?qū)崿F(xiàn)能量的雙向流動，所以變換器能夠?qū)⒔涣髫撦d無功能量或電容上的電荷回饋到輸入直流電源側(cè)，從電感處的電流可以看到電流為負時，負載向電源反饋能量，從而保證輸出電壓的正弦性，使電壓在任何負載時都能跟蹤參考電壓信號的變化，從而獲得理想的輸出電壓波形。本文中逆變電源采用的這種結(jié)構(gòu)，通過合理的控制算法能夠達到預(yù)期的目的。具有負載適應(yīng)能力強，效率高等特點。本章論述直流/交流電功率變換的基本原理，介紹方波運行模式下電壓型和電流型逆變器的特性，輸出電壓大小和波形的PWM控制基本原理，三相逆變器的空間矢量PWM控制，多電平逆變器、高壓大容量逆變器的復(fù)合結(jié)構(gòu)以及逆變器的基本應(yīng)用 [7]。 逆變器的類型 逆變器由主電路和控制系統(tǒng)兩部分組成。（2）依據(jù)輸出交流電壓的性質(zhì)，可分為恒頻恒壓正弦波逆變器和方波逆變器，變頻變壓逆變器，高頻脈波電壓（電流）逆變器。 電壓型單相方波逆變電路工作原理 電壓型單相全橋逆變電路改變開關(guān)管的門極驅(qū)動信號的頻率，輸出交流電壓的頻率f也隨之改變。 電壓型單相逆變器電壓和波形控制 上節(jié)中各單相逆變電路輸出電壓均為 寬的方波交流電壓。三個單相逆變器的開關(guān)管驅(qū)動信號之間互差 ，三相輸出電壓 、 、 大小相等，?120AvBC相差 ，構(gòu)成一個對稱的三相交流電源，通常變壓器的二次繞組都接成星型以便消?120除負載端的三倍數(shù)的諧波。因此三相橋電壓型逆變電路這6個開關(guān)管同時被驅(qū)動導(dǎo)通。在理論分析的基礎(chǔ)上得出了逆變器實現(xiàn)SPWM調(diào)制的占空比計算公式。 [12](二) B 部分(DC/DC)本部分完成從直流 360V 到直流 180V 的變換，采用變壓器隔離 DC/DC 變換，變壓器的作用是隔離及變壓，原邊的逆變橋由四個開關(guān)管組成，副邊由四個整流管組成，對于變橋同一橋臂開關(guān)管的控制采用互補控制，對角開關(guān)管同時導(dǎo)通和關(guān)斷，逆變橋輸出極性為正或負的方波信號，正負脈沖的寬度各為 50％，電路原理如圖 42 所示。開關(guān)管的驅(qū)動信號為高頻的驅(qū)動信號，這也使變壓器有較小的體積，并能夠得到較高質(zhì)量的直流信號。(2)全橋變換電路，如圖46所示。工作原理如圖48所示。全橋逆變部分由 4 個 MOSFET 開關(guān)管組成，通過低頻開關(guān)信號控制實現(xiàn)對輸入即單極性饅頭波周期倒向從而輸出 400HZ 的正弦波。（2）從上面的電路結(jié)構(gòu)可以看出此逆變器拓撲結(jié)構(gòu)有一個缺點:需要的開關(guān)管數(shù)量多，這樣一來就大大提商了電路的成本。在某些要求輸出電壓高于輸入電壓的場合，就無法實現(xiàn)。（5）電路控制變成兩部分，一個是高頻的SPWM調(diào)制控制，生成饅頭波；一個是低頻的倒向控制。（7）對于傳統(tǒng)的逆變電路由DC/DC、DC/AC 組成，正弦信號生成在最后一級完成。在此我們分別對其進行詳細的論述。它作為一種電壓控制多數(shù)載流子器件，柵極電路阻抗非常高，因此適用于多管并聯(lián)運行。也是功率器件首選之一。門極可關(guān)斷晶閘管GTO開通和通態(tài)特性類似普通晶閘管，可以用一個負門極電流脈沖關(guān)斷陽極電流。電源額定輸出為：電壓 =ll5V，功率 =2KW，考慮0U0P到濾波器的損耗以及功率開關(guān)的開關(guān)損耗，設(shè)效率為80％，則有：逆變器功率：=2/(KW)峰值電流值：NP= /115= /115≈55(A)INRAPK22其中： 為過載因數(shù)， 為安全系數(shù)?？紤]到電流紋波以及反并聯(lián)二極管反向恢復(fù)尖峰電流，因此器件的電流等級可取為60A(2)輸出濾波器的選擇及參數(shù)設(shè)計輸出交流濾波器的作用是濾除逆變橋輸出SPWM波的諧波分量，表面看來好象LC濾波參數(shù)越大，系統(tǒng)輸出波形越好。輸出濾波器設(shè)計的基本要求應(yīng)保證逆變器輸出正弦電壓的波形失真度滿足要求的前提下，盡可能減小體積、重量，盡可