【正文】 及變壓，原邊的逆 變橋由四個(gè)開關(guān)管組成，副邊由四個(gè)整流 管組成，對(duì)于變 橋同一橋臂開關(guān)管的控制采用互補(bǔ)控制，對(duì)角開關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通和關(guān)斷，逆變橋輸出極性為正或負(fù)的方波信號(hào)，正負(fù)脈沖的寬度各為 50％， 電路 原理如圖 42所示。在理論分析的基礎(chǔ)上得出了逆變器實(shí)現(xiàn) SPWM調(diào)制的占空比計(jì)算公式。因此三相橋電壓型逆變電路這 6個(gè)開關(guān)管同時(shí)被驅(qū)動(dòng)導(dǎo)通。三個(gè)單相逆變器的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間互 差 ?120 ，三相輸出電壓 Av 、 Bv 、 Cv 大小相等，相差?120 ，構(gòu)成一個(gè)對(duì)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除負(fù)載端的三倍數(shù)的諧波。 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 ?180 寬的方波交流電壓。 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(dòng)信號(hào)的頻率，輸出交流電壓的頻率 f也隨之改變。 （ 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。 逆變器的類型 逆變器 由主電路和控制系統(tǒng)兩部分組成。本 章論述直流 /交流電功率變換的基本原理，介紹方波運(yùn)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]。具有負(fù)載適應(yīng)能力強(qiáng)，效率高等特點(diǎn)。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(dá)到預(yù)期的目的。 [9] 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(dòng)，所以變換器能夠?qū)⒔涣髫?fù)載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(fù)時(shí)，負(fù)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(fù)載時(shí) 都 能跟蹤參考電壓信號(hào) 的變化，從而獲得理想的輸出電壓波形。 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(jì)（論文） 8 B） 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(chǎng)合，其結(jié)果是空載、容性負(fù)載、感性負(fù)載甚至阻性輕載時(shí)輸出正弦電壓波形嚴(yán)重畸變，僅在阻性滿載時(shí)輸出波形較好，即負(fù)載適應(yīng)能力弱。直流變換級(jí)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医涣麟姡漕愋陀汕爸弥绷髯儞Q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。 對(duì)于 BUCK型逆變器，有單極性和雙極性兩 種調(diào)制方式。 對(duì)于單極性的調(diào)制可根據(jù)實(shí)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(shí)際的主電路結(jié)構(gòu)使控制更簡(jiǎn)潔，達(dá)到較好的效果。這是單極性 spwm調(diào)制當(dāng)中的倍頻調(diào)制方式。 （ 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 0/CU? 或 0/CU? 即 +1/0(1/0)之間切換，這就是單極性的調(diào)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。 本文主要研究?jī)?nèi)容 本文對(duì)交流輸入 220V，輸出交流 115V、 400HZ的中頻電源進(jìn)行了研制。 (4)易于采用先進(jìn)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(shí)現(xiàn)智能控制。 逆變電源采用數(shù)字控制，具有以下明顯優(yōu)點(diǎn)： (1)減少控制元件數(shù)量，提高系統(tǒng)抗干擾能力。電路復(fù)雜，所占的體積較大；靈活性不夠，硬件電路設(shè)計(jì)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(diǎn)的漂移，導(dǎo)致系統(tǒng)參數(shù)的漂移。而且可以方便的實(shí)現(xiàn)模 塊化，對(duì)于產(chǎn)品的系列化生產(chǎn)具有很好的借鑒。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(jìn)入到了更為廣闊的領(lǐng)域。 ○ 6 保護(hù)快。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(diǎn)： ○ 1 靈活調(diào)節(jié)輸出電壓或電流的幅度 和頻率，如交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 。 （ 2） 按照逆變電源的輸出相數(shù)可以分為單項(xiàng)逆變電源、三項(xiàng)逆變電源和多相逆變電源。毋須懷疑，隨著計(jì)算機(jī)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 。 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(gè) 重要部件。 關(guān)鍵詞： 直流變換器 ?？刂葡到y(tǒng) DSP TMS320LF2407A為核心。 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 題目 ： 400HZ逆變電源 的研究 學(xué) 生 姓 名： 學(xué)號(hào)： 學(xué) 部 （系）： 機(jī)電學(xué)部電氣工程及自動(dòng)化系 專 業(yè) 年 級(jí)： 電氣工程及自動(dòng)化 指 導(dǎo) 教 師： 職稱或?qū)W位 年 5 月 20 日 目 錄 摘要 ............................................................................................................. II 關(guān)鍵字 ......................................................................................................... II ABSTRACT .................................................................................................... III KEY WORDS .................................................................................................. III 前言 .............................................................................................................. 1 1. 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?jī)?nèi)容 ................................... 3 2. 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) ........................................... 10 3. 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 ............................. 12 4. 系統(tǒng)綜述 ................................................................................................. 13 技術(shù)指標(biāo) .......................................... 13 系統(tǒng)主電路 ........................................ 21 驅(qū)動(dòng)，測(cè)量，保護(hù)電路 ............................... 19 本章小結(jié) .......................................... 21 5. 改進(jìn)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 改進(jìn)型重復(fù)控制 .................................... 26 改進(jìn)型重復(fù)控制器參數(shù)設(shè)定 ........................... 27 結(jié)束語 ........................................................................................................ 30 參考文獻(xiàn) .................................................................................................... 31 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II 致謝 ............................................................................................................ 32 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 400HZ 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(chǎng)合，也就對(duì)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。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(jí)聯(lián)而成，具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、前級(jí)工作在 SPWM、后級(jí)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(shí)現(xiàn) ZVS、抗輸入電壓擾動(dòng)能力等優(yōu)點(diǎn)。為了取得更好的控制效果，把改進(jìn)型重復(fù)控制算法應(yīng)用到本系統(tǒng)當(dāng)中，改進(jìn)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(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)特性。 400HZ中頻逆變電源廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、雷達(dá)、通信等領(lǐng)域，其對(duì)逆變電源的穩(wěn)定精度、可靠性等提出了高要求。其應(yīng)用領(lǐng)域也 達(dá)到了前所未有的廣闊，從毫瓦級(jí)的液晶背光板逆變電路到百兆瓦級(jí)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(jī)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。 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。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。 ○ 5 動(dòng)態(tài)響應(yīng)快 ,控制性能好 ,電氣性能指標(biāo)好。進(jìn)入 80 年代后，現(xiàn)代電源技術(shù)隨著 IGBT、功率MOSFET、 IPM、 MCT 等新元件的出現(xiàn)，諧振變流、軟開關(guān)、電路拓?fù)涞刃吕碚摰闹С郑β室驍?shù)校正、并聯(lián)均流、有源鉗位、微機(jī)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。逆變電源控制方法的實(shí)現(xiàn)可以采用數(shù)字控制，這是實(shí)現(xiàn)智能化和高可靠性的前提。雖然模擬控制技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但其存在很多固有的缺點(diǎn)：控制電路的元器件比較多。 SP能夠?qū)崟r(shí)地讀取逆變電源的輸出，并實(shí)時(shí)地計(jì)算出 PWM輸出值，使得一些先進(jìn)的控制策略應(yīng)用于逆變電源控制成為可能，從而可對(duì)非線性負(fù)載動(dòng)態(tài)變化時(shí)產(chǎn)生的諧波進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，將輸出諧波達(dá)到可以接受的水平。從而實(shí)現(xiàn)高可靠性、高冗余度的逆變電源并聯(lián)運(yùn)行系統(tǒng)。常用的控制策略包括 PID控制、無差拍控制、重復(fù)控制技術(shù)、狀態(tài)反饋控制等等，各種控 制 方法具有各自特點(diǎn)，有各自的應(yīng)用范圍，有時(shí)為了達(dá)到較好的性能可能要求使用幾種控制方法，本文采用了改進(jìn)型重復(fù)控制，并通過 DSP得到了較好的實(shí)現(xiàn) [2]。 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)