電力電子課程設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-03-02 13:49本頁(yè)面
【正文】 .................................................................... 10 驅(qū)動(dòng)波形 ......................................................................................................... 10 功 率開(kāi)關(guān)器件兩端的電壓波形 ..................................................................... 11 逆變器輸出波形 ............................................................................................. 11 6 結(jié)論 ........................................................................................................................ 12 電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)（論文） 2 1 設(shè)計(jì)要求 主要內(nèi)容：利用倍頻單極性 SPWM 調(diào)制法 研 究逆變器的調(diào)制方式，分 析系統(tǒng)的穩(wěn)定性和外特性，給出系統(tǒng)的硬 件結(jié)構(gòu) 圖，設(shè)計(jì)系統(tǒng)各個(gè)部分的硬件電路，完成數(shù)字控制 SPWM 逆變器的原理試驗(yàn)、 仿真。 基本要求：輸入電壓： 50～ 70VDC；輸出額定容量： ；輸出電壓：220V177。 2 逆變器控制方式 選擇 傳統(tǒng)逆變器的控制電路都是采用模擬電路和小規(guī)模數(shù)字集成電路實(shí)現(xiàn)的。綜合考慮系統(tǒng)性價(jià)比以及數(shù)字控制方式存在的問(wèn)題，目前，部分?jǐn)?shù)字化（ CPU）產(chǎn)生基準(zhǔn)正弦，寬頻帶的電壓調(diào)節(jié)器仍由模 擬電路實(shí)現(xiàn)）不失為中小功率逆變器控制電路的優(yōu)選方案。 本章研究的混合控制方式，也是基于數(shù)字控制器的。同時(shí)，混合控制方式也考慮了數(shù)字控制可能產(chǎn)生的一些問(wèn)題，盡可能保留模擬控制的優(yōu)點(diǎn)，仍采用模擬電路實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)器，與全數(shù)字控制系統(tǒng)相比，提高了系統(tǒng)帶寬頻率和動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。 根據(jù) PWM 控制信號(hào)的產(chǎn)生方式，常用的混合控制實(shí)現(xiàn)方案有兩類(lèi)：模擬 /數(shù)字混合控制方案 Ⅰ 、模擬 /數(shù)字混合控制方案 Ⅱ 。 低通濾波器 基準(zhǔn)正弦發(fā)生器 有源 PI校正電路 SPWM生成 驅(qū)動(dòng)電路 逆變橋 LC 濾波器 無(wú)源超前網(wǎng)絡(luò) 電壓采樣電路 DSP ov 圖 1 混合控制 方案 Ⅰ 的實(shí)現(xiàn)框圖 電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)（論文） 3 圖 1 中，主控芯片 DSP 主要功能是提供基準(zhǔn)正弦數(shù)據(jù)、計(jì)算控制變量采樣信號(hào)的數(shù)值以執(zhí)行各種保護(hù)等，控制電路的其它部分如電壓調(diào)節(jié)器（包括控制框圖中前向通道的有源 PI 校正電路和反饋通道的無(wú)源超前校正網(wǎng)絡(luò)）、 PWM 發(fā)生器等都是用模擬元件實(shí)現(xiàn)的 。 圖 2 給出了模擬 /數(shù)字混合控制方案Ⅱ的實(shí)現(xiàn)框圖，系統(tǒng)工作過(guò)程為： DSP提供基準(zhǔn)正弦數(shù)據(jù)，經(jīng)低通濾波器濾波后得到連續(xù)的基準(zhǔn)正弦波形，有源 PI 校正電路將誤差信號(hào)變?yōu)檎{(diào)制信號(hào)，由 DSP 自帶的 A/D 轉(zhuǎn)換器采樣并通過(guò) DSP 內(nèi)部的事件管理器產(chǎn)生各路 PWM 控制信號(hào)，再經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路控制逆變橋功率開(kāi)關(guān)管的通斷。 如 前 節(jié)所述，采用方案Ⅰ時(shí)，功率開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)的死區(qū)時(shí)間需要通過(guò)模擬器件產(chǎn) 生，與方案Ⅱ的軟件編程產(chǎn)生死區(qū)時(shí)間相比，控制精度降低，靈活性差，必須設(shè)置相當(dāng)長(zhǎng)的死區(qū)時(shí)間以保證功率電路的安全，而方案Ⅱ產(chǎn)生的死區(qū)時(shí)間精度很高，只需根據(jù)功率開(kāi)關(guān)管的工作特性設(shè)置較短的死區(qū)即可，于是可以減輕死區(qū)效應(yīng)，提高逆變器的 控制性能。 3 方案 設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體框圖 以數(shù)字信號(hào)處理器 (DSP)為核心的逆變器控制框圖如圖 3 所示。該交流電經(jīng)工頻變壓器和輸出濾波器處理后，得到穩(wěn)定、純潔的正弦波電源。中小容量逆變電源多采用半橋式逆變器結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便。為了濾除高次諧波，逆變橋后級(jí)均接有LC 濾波器。直流偏磁的存在致使鐵心飽和，從而加大了逆變器輸出變壓器的損耗，降低了效率，甚至?xí)鹉孀兪?，?duì)系統(tǒng)的運(yùn)行有著極大的危害，必須采取措施加以解決。而大容量正弦波輸出的逆變電源因其電壓電流一般都比較大，因此多采用 IGBT 作為 它的開(kāi)關(guān)器件?；谝陨系姆治?，選用全橋型，帶有輸出隔離變壓器的主電路形式，并采用 MOSFET 作為開(kāi)關(guān)器件。 輸出濾波電容的選取 輸出濾波電容 fC 用來(lái)濾除輸出電壓 oU 的高次諧波，若 fC 越大，輸出電壓 oU的 THD 就越小，但 DC/AC 逆變器無(wú)功電流分量增大，從而增大了變流器的體積 和成本。它的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足四個(gè)方面的要求。為滿足輸出電壓波形質(zhì)量，要求一個(gè)采樣周期中，電感電流的最大變化量
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