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逆變電源的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-展示頁(yè)

2024-09-06 16:35本頁(yè)面
  

【正文】 變技術(shù)的發(fā)展要求,從 8位的帶有 PWM口的微處理器到單片機(jī),發(fā)展到今天的 32位 DSP器件,使先進(jìn)的控制技術(shù)如矢量控制技術(shù)、模糊控制等在逆變領(lǐng)域得到較好的應(yīng)用。進(jìn)入 20世紀(jì) 80年代后,逆變技術(shù)開始從應(yīng)用低速器件、低開關(guān)頻率逐漸向采用高速 器件、提高開關(guān)頻率的方向發(fā)展,使逆變器體積進(jìn)一步減小,效率進(jìn)一步提高,正弦波逆變器的品質(zhì)指標(biāo)也得到很大提高。從 1948年美國(guó)西屋電氣公司 研制出第一臺(tái) 逆變器 :感應(yīng)加熱逆變器至今已有近 60年歷史了,而晶閘管 SCR的誕生為正弦波逆變器的發(fā)展創(chuàng)造了條件,到了 20世紀(jì) 70年代,可關(guān)斷晶閘管 (GTO)、電力晶閘管 (BJT)的問(wèn)世使得逆變技術(shù)得到發(fā)展應(yīng)用。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文) 報(bào)告用紙 第 3 頁(yè) 共 54 頁(yè) 逆變電源的發(fā)展趨勢(shì) 逆變器也稱逆變電源,通過(guò)半導(dǎo)體功率開關(guān)的開通和關(guān)斷作用,將直流電能轉(zhuǎn)變成交流電能的一種變換裝置,是整流變換的逆過(guò)程,是太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的一個(gè)重要部件。 另外,逆變技術(shù)在弧焊電源、通信開關(guān)電源、醫(yī)用電源、變頻電源以及航空逆變器等領(lǐng)域都有應(yīng)用。采用由逆變器制成的電力有源濾波器 APF和靜止無(wú)功功率補(bǔ)償器 SVC,可以有效地治理市電電網(wǎng)的諧波污染。 (4)感應(yīng)加熱 :中頻爐、高頻爐及電磁灶等設(shè)備都是采用逆變技術(shù)產(chǎn)生交流電,從而產(chǎn)生交變磁場(chǎng),金屬在磁場(chǎng)中產(chǎn)生渦流而發(fā)熱,從而達(dá)到加熱的目的。各大汽車公司均投入巨資積極發(fā)展電動(dòng)汽車。在市電停電時(shí),蓄電池通過(guò)逆變器向負(fù)載繼續(xù)供電。 UPS電源主要由整流器 (包括充電器 )和逆變器組成。因此,除此之外逆變技術(shù)還有下列主要應(yīng)用 : (l)交流電機(jī)變頻調(diào)速 :采用逆變技術(shù)將市電電網(wǎng)電壓變換成幅值可調(diào)、頻率、可調(diào)的交流電供給交流電動(dòng)機(jī),以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,可用于控制風(fēng)機(jī)、水泵、機(jī)床、軋機(jī)、機(jī)車牽引、電梯、傳動(dòng)及空調(diào)器等很多領(lǐng)域。 21世紀(jì)是能源開發(fā)、資源利用與環(huán)境保護(hù)互相協(xié)調(diào)發(fā)展的世紀(jì),能源的優(yōu)化利用與清潔能源的開發(fā),是能源資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。 近年來(lái)隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,人們對(duì)逆變電源的需求也與日俱增,逆變電源也因此顯示了其強(qiáng)大的生命力。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文) 報(bào)告用紙 第 2 頁(yè) 共 54 頁(yè) 1 緒論 逆變電源的廣泛應(yīng)用 現(xiàn)代逆變電源以其高集成度、高性能比、最簡(jiǎn)的外圍電路、最佳的性能指標(biāo)等顯著優(yōu)點(diǎn)而受到青睞,可以說(shuō)逆變電源從問(wèn)世以來(lái)就引起了國(guó)內(nèi)外電源界的普遍關(guān)注。 本文的主要工作就是利用單片機(jī)設(shè)計(jì)正弦波逆變電源。為此,需要不間斷電源( UPS)來(lái)保證計(jì)算機(jī)的運(yùn)行安全。由于在用電高峰期間或者雷電、暴風(fēng)雨等自然災(zāi)害可能造成市電電網(wǎng)的超量波動(dòng),甚至供電中斷。為解決此問(wèn)題,必須提高市電電網(wǎng)的供電質(zhì)量。這種 DCAC 變換需要逆變技術(shù)來(lái)完成。一般情況下,這些新型發(fā)電裝置輸出不穩(wěn)定的直流電,不能直接提供給需要交流電的用戶使用。桂林電子科技大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì) (論文) 報(bào)告用紙 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 逆變電源的設(shè)計(jì) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì) (論文) 報(bào)告用紙 目 錄 引言 ..................................................................... 1 1 緒論 .................................................................. 2 逆變電源的廣泛應(yīng)用 .................................................... 2 逆變電源的發(fā)展趨勢(shì) .................................................... 3 本課題的任務(wù) .......................................................... 3 2 逆變電源原理 ........................................................ 5 開關(guān)逆變電源原理 ...................................................... 5 SPWM 概述 ............................................................. 6 SPWM 調(diào)制 ............................................................. 7 單極性正弦波脈寬調(diào)制方式 ............................................ 8 雙極性正弦波脈寬調(diào)制方式 ............................................ 9 SPWM 的采樣方法 ...................................................... 10 自然采樣法 ......................................................... 10 規(guī)則采樣法 ......................................................... 10 等面積法 ........................................................... 11 SPWM 生成方法 ........................................................ 11 調(diào)制過(guò)程特征 ....................................................... 13 載波比 (N) .......................................................... 15 脈沖的占空度 ....................................................... 17 本章小結(jié) ............................................................. 17 3 逆變主電路設(shè)計(jì) ...................................................... 18 4 直流升壓電路設(shè)計(jì) ................................................... 19 直流升壓主電路拓?fù)浯_定 ............................................... 19 升壓環(huán)節(jié)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較 ............................................... 19 升壓電路選擇 ......................................................... 20 本章小結(jié) ............................................................. 21 5 控制電路設(shè)計(jì) ....................................................... 22 PIC16F73 單片機(jī)及外圍電路設(shè)計(jì) ........................................ 22 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) ......................................................... 22 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì) (論文) 報(bào)告用紙 本章小結(jié) ............................................................. 25 6 逆變電路設(shè)計(jì) ....................................................... 26 逆變電路拓?fù)浯_定 ..................................................... 26 逆變主電路的選擇 ..................................................... 27 逆變主電路元器件及其參數(shù)選擇 ......................................... 28 本章小結(jié) ............................................................. 28 7 采樣反饋/保護(hù)電路設(shè)計(jì) ............................................ 29 采樣反饋電路設(shè)計(jì) ..................................................... 29 保護(hù)電路設(shè)計(jì) ......................................................... 29 過(guò)流保護(hù)的必要性 ............................................... 29 設(shè)計(jì)短路保護(hù)電路要求 ............................................... 30 保護(hù)電路設(shè)計(jì) ....................................................... 30 本章小結(jié) ............................................................. 31 8 軟件設(shè)計(jì) ............................................................ 32 正弦波脈寬的生成 ..................................................... 32 軟件設(shè)計(jì) ............................................................. 32 本章小結(jié) ............................................................. 35 9 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與展望 ..................................................... 36 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ............................................................. 36 展望 ................................................................. 37 10 總結(jié) ............................................................... 38 設(shè)計(jì)中的不足 ........................................................ 38 謝 辭 .................................................................. 39 參考文獻(xiàn) ............................................................... 40 附 錄 .................................................................. 41 附錄 1 單片機(jī)控制電路 PCB ................................................. 41 附錄 2 驅(qū)動(dòng)電路 PCB ....................................................... 41 附錄 3 逆變電路 PCB ....................................................... 42 附錄 4 電壓反饋保護(hù)電路 PCB ............................................... 42 附錄 5 程序清單 .......................................................... 43 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文) 報(bào)告用紙 第 1 頁(yè) 共 54 頁(yè) 引言 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和國(guó)內(nèi)外能源供應(yīng)的緊張,電能的開發(fā)和利用顯得更為重要。目前,國(guó)內(nèi)外都在大力開發(fā)新能源,如太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、潮汐發(fā)電等。為此,需要將直流電變換成交流電,需要時(shí)可并入市電電網(wǎng)。用電設(shè)備對(duì)市電電網(wǎng)造成嚴(yán)重的污染,反過(guò)來(lái),被污
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