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單相交流穩(wěn)壓電源畢業(yè)設(shè)計(jì)(參考版)

2024-12-04 13:16本頁(yè)面
  

【正文】 自動(dòng)化博覽, 二十年紀(jì)念文集:177181 【 4】 王兆安 .電力電子變流技術(shù),第三版 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社, 2021: 7882 【 5】 趙曉紅,邱瑞昌,韓嘯一,聞超 .基于雙 PWM補(bǔ)償型單相交流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)。北京:高等教育出版社, 【 3】曾義,李永東。 15 周 畢業(yè)論文答辯。 10~ 11 周 完成仿真實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析。 3~ 5 周 單相交流穩(wěn)壓電源 系統(tǒng) 的 工作特性研究,學(xué)習(xí)相關(guān)編程建模方法。綜上所述, DSP 單片機(jī)是較好的選擇。這些大大增強(qiáng)了 TMS320X240 的處理能力,在電機(jī)控制領(lǐng)域 和電力電子領(lǐng)域 顯示了強(qiáng)大的生命力。 DSP 開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化工作已經(jīng)完成,國(guó)產(chǎn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的價(jià)格至少比進(jìn)口價(jià)格低一半,有的 如TMS320C2XX 開(kāi)發(fā)系統(tǒng)只有進(jìn)口開(kāi)發(fā)系統(tǒng)價(jià)格的 1/5,這大大刺激了 DSP 器件的應(yīng)用 。軟件配有匯編 /鏈接 C 編譯器、 C 源碼調(diào)試器。 DSP 器件還提供了高度專業(yè)化的指令集,提高了 FFT 快速傅里葉變換和濾波器的運(yùn)算速度。內(nèi)置高速的硬件乘法器,增強(qiáng)的多級(jí)流水線,使 DSP 器件具有高速的數(shù)據(jù)運(yùn) 算能力。有的片內(nèi)集成了 A/D 和采樣 /保持電路,可提供 PWM 輸出。 DSP 具有更快的 CPU,更大容量的存儲(chǔ)器,內(nèi)置有波特率發(fā)生器和 FIFO 緩沖器。國(guó)內(nèi)大多數(shù)高校都開(kāi)設(shè)了單片機(jī)課程和單片機(jī)實(shí)驗(yàn)。 開(kāi)發(fā)環(huán)境完備,開(kāi)發(fā)工具齊全,應(yīng)用資料眾多。 價(jià)格低廉。除了以上基本功能外,有的還集成有 A/D、 D/A,如 Intel 公司的 8098 系列。 單片機(jī)的選取 本次采用 DSP 單片機(jī)作為控制單片機(jī)。 相對(duì)半橋逆變器而言,全橋逆變器的開(kāi)關(guān)電流減小了一半,因 而在大功率場(chǎng)合得到了廣泛應(yīng)用。 逆變階段 逆變階段擬采用電壓型全橋逆變電路。因此在同等情況下不但不利于降低成本,而且不利于產(chǎn)品的小型化和智能化。 圖 11 三相半波整流電路的原理圖和波形圖 降壓階段 降壓階段也可以采用變壓器降壓的方式,但顯然變壓器鐵心和外殼的造價(jià)昂貴,另外其體積也顯得較大。因此三相半波整流對(duì)負(fù)載的沖擊更大,電能質(zhì)量相對(duì)較低。 ( 4) 其它方案比較 整流階段也可以采用三相半波不控整流,這樣雖然也能到到整流的效果并且可以少用一個(gè)電力二極 管。 利用 DSP 處理器實(shí)現(xiàn)對(duì)上述各個(gè)電力電子功能模塊的控制,正確設(shè)計(jì)并制作出外圍電路,做好信息的采集和分析處理,此過(guò)程主要由 DSP 單片機(jī)控制完成。仿真結(jié)果理想后,還需要實(shí)際地進(jìn)行各個(gè)元件的組裝焊接,最后進(jìn)行實(shí)際測(cè)試。 ( 3)擬采用的研究方法 首先要 正確地設(shè)計(jì)系統(tǒng)的原理圖,計(jì)算并確定所使用的各個(gè)電氣元件 的參數(shù)。再加上豐富的外設(shè)接口,如 CAN、 SCI 等,在工控領(lǐng)域占有不少份額。 DSP 單片機(jī)原理及在電力電子中的應(yīng)用 DSP2812 是 TI 公司新推出的功能強(qiáng)大的 TMS320F2812 的 32 位定點(diǎn) DSP,是 TMS320LF2407A 的升級(jí)版本,最大的特點(diǎn)是速度比 TMS320LF2407A 有了質(zhì)的飛躍,從最高 40M 躍升到 TMS320F2812 的 150M,處理數(shù)據(jù)位數(shù)也從 16 位定點(diǎn)躍升到 32 位定點(diǎn)。在 SIMULINK 環(huán)境中,用 戶可以在仿真進(jìn)程中改變感興趣的參數(shù),實(shí)時(shí)地觀察系統(tǒng)行為的變化。從分析研究角度講,這種 SIMULINK 模型不僅能讓用戶知道具體環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)細(xì)節(jié),而且能讓用戶清晰地了解各器件、各子系統(tǒng)、各系統(tǒng)間的信息交換,掌握各部分之間的交互影響。它外表以方塊圖形式呈現(xiàn),且采用分層結(jié)構(gòu)。它可以處理的系統(tǒng)包括:線性、非線性系統(tǒng);離散、連續(xù)及混合系統(tǒng);單任務(wù)、多任務(wù)離散事件系統(tǒng)。 MATLAB 系統(tǒng)的強(qiáng)大功能是由其核心內(nèi)容(語(yǔ)言系統(tǒng)、開(kāi)發(fā)環(huán)境、圖形系? tOua)b)圖6 3Ou? t統(tǒng)、數(shù)學(xué)函數(shù)庫(kù)、應(yīng)用程序接口等)和輔助工具箱(符號(hào)計(jì)算、圖象處理、優(yōu)化、統(tǒng)計(jì)和控制等工具箱)兩大部分構(gòu)成。對(duì)于正弦的負(fù)半周,也可以用同樣的方法得到PWM 波形。可以看出,各脈沖寬度是按正弦規(guī)律變化的。這些脈沖寬度相等,都等于 ∏/ n ,但幅值不等,且脈沖頂部不 是水平直線,而是曲線,各脈沖的幅值按正弦規(guī)律變化。 ● 沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí), 其效果基本相同; ● 沖量指窄脈沖的面積; ● 效果基本相同,是指環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同;他的低頻段非常接近,僅在高頻段略有差異; 圖 8 形狀不同而沖量相同的各種窄脈沖 根據(jù)上面理論我們就可以用不同寬度的 矩形波來(lái)代替正弦波,通過(guò)對(duì)矩形波f ( t )?? ( t )tO圖6 1a) b) c) d)tOtOtOf ( t )f ( t )f ( t )的控制來(lái)模擬輸出不同頻率的正弦波。 濾波電路的原理圖如下: 圖 7 高通濾波電路原理圖 PWM 控制原理 PWM( Pulse Width Modulation)控制技術(shù) 即 脈沖寬度調(diào)制技術(shù),通過(guò)對(duì)一系列脈沖的寬度 進(jìn)行調(diào)制,來(lái)等效地獲得所需要波形 ( 含形狀和幅值) 。我們已經(jīng)知道,電容具有 “阻直流,通交流 ”的本領(lǐng),而電感則有 “通直流,阻交流 ,通低頻 ,阻高 頻 ”的功能。電氣工程上 ,常利用 LC 元 件對(duì)不同頻率交流電量的電抗不同 ,對(duì)交流電量進(jìn)行分流 ,稱為濾波 .。 LC 濾波器也稱為無(wú)源濾波器,是傳統(tǒng)的諧波補(bǔ)償裝置,之所以稱為無(wú)源,顧名思義該裝置不需要提供電源,裝置由濾波電容器、電抗器和電阻器適當(dāng)組合而成, 與諧波源并聯(lián),除起濾波作用外,還兼顧無(wú)功補(bǔ)償?shù)男枰?。? ● Uo 波形 同 圖 5- 6b 半橋電路中的 Uo ,幅值高出一倍 Um = Ud ; ● Io 波形 同 圖 5- 6b 中的 Io 相同,幅值增加一倍; ● 在單相逆變電路中應(yīng)用 最多 ; 電壓型全橋逆變電路輸出電壓的計(jì)算公式: 逆變器輸出電壓的基波幅值為: dm
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