学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

LPWM控制两相电磁搅拌电源的研究

作　者: 李成杰
导　师: 魏毅立；吴振奎
学　校: 内蒙古科技大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 电力电子电磁搅拌 DSP PWM
分类号: TM464
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 58次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

电磁搅拌技术有利于排除金属溶体中的气体和夹杂物,是改善金属凝固组织,提高产品质量的有效手段。将电磁搅拌技术应用于连续铸钢,已显示出改善钢坯质量的良好效果。本课题对SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation)和SPWM(Sinusoidal PulseWidth Modulation)两种调制方式做了深入的理论研究,并以160KW两相电磁搅拌电源为实验平台对以上两种调制方式做了大量实验。通过对实验结果得出的电压和电流波形的深入分析,提出了LPWM(Logic Pulse Width Modulation)调制方式。又将LPWM调制方式应用于160KW两相电磁搅拌电源的项目中去,实践证明该方法切实可行。电源带负载时的电流波形光滑,且无明显畸变。由于搅拌电源采用了电容独立供电型主回路形式,使其逆变部分开关管IGBT的用量减少了一半,从而有效的降低了经济成本。课题所研究的电磁搅拌电源的硬件主控芯片是TI公司的TMS320F2812。电源的逆变输出为两相互差90度的正弦波。且电流和频率各自分别可调。电源的控制部分由TMS320F2812和S7200相结合组成,分别对电源的输出部分和人机交互界面进行控制。由于时间原因,人机交互界面的控制由现成的PLC程序实现比较快,节省了工程时间,也有效的实现了课题要求的功能。本电源操做方法简单易学,特别适合环境恶劣的钢铁企业现场应用。课题对TMS320F2812这款DSP芯片的性能做了简要分析,对电源使用的核心控制板做了改造设计。接着对SVPWM、SPWM和LPWM三种调制方式进行了理论推导和编程实现。给出了电源空载和带负载情况下的电流和电压波形,以及中间直流侧的电压波形,并对波形进行了详细的分析。论文最后得出结论,并对课题的研究方向做出了展望。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
引言  9-10
1 绪论  10-15
  1.1 课题背景及研究方向  10
  1.2 本文相关内容国内外发展现状  10-13
    1.2.1 电磁搅拌技术国内外发展现状  10-11
    1.2.2 变频电源国内外发展现状  11-13
  1.3 本文的选题意义和研究内容  13-15
2 电磁搅拌电源控制部分硬件的研究  15-22
  2.1 TMS320F2812 性能分析  15-16
  2.2 电磁搅拌电源的控制板  16-21
    2.2.1 事件管理器相关电路  16-17
    2.2.2 ADC 相关电路  17-21
  2.3 本章小结  21-22
3 三种电压调制方式及其算法实现  22-47
  3.1 PWM 控制的基本原理  22-23
  3.2 空间矢量脉宽调制(SVPWM)方式  23-36
    3.2.1 空间电压矢量的定义  24
    3.2.2 计算空间矢量电压作用时间  24-28
    3.2.3 基于3—1 变换的SVPWM 原理  28-35
    3.2.4 SVPWM 编程思想的实现  35-36
  3.3 正弦脉宽调制(SPWM)方式  36-43
    3.3.1 SPWM 调制方式的理论推导  37-41
    3.3.2 SPWM 编程思想的实现  41-43
  3.4 逻辑脉宽调制(LPWM)方式  43-46
    3.4.1 LPWM 理论推导  43-45
    3.4.2 LPWM 编程思想实现  45-46
    3.4.3 LPWM 调制方式相比于SPWM 方式的优势  46
  3.5 本章小结  46-47
4 电磁搅拌电源建模与实现  47-61
  4.1 电磁搅拌电源数学建模  47-50
    4.1.1 正交二相坐标变极坐标  47-48
    4.1.2 极坐标变正交二相坐标  48
    4.1.3 电磁搅拌电源主回路设计  48-49
    4.1.4 电磁搅拌电源控制系统设计  49-50
  4.2 电磁搅拌电源的软件实现  50-57
    4.2.1 电磁搅拌电源主程序结构  50-51
    4.2.2 EV 定时器周期中断服务程序  51
    4.2.3 角度给定服务程序  51-52
    4.2.4 LPWM 占空比计算服务程序  52-53
    4.2.5 τ给定计算程序  53-54
    4.2.6 频率给定与电流给定流程图  54-55
    4.2.7 搅拌电源逆变器温度保护流程图  55-56
    4.2.8 过流保护程序流程图  56
    4.2.9 AD 采样程序流程图  56-57
  4.3 电磁搅拌电源的主回路介绍  57-58
  4.4 控制回路设计  58-60
    4.4.1 控制回路PLC 部分设计  58-59
    4.4.2 控制回路DSP 部分的设计  59-60
    4.4.3 控制回路供电电源设计  60
  4.5 本章小结  60-61
5 电磁搅拌电源的输出波形展示与结果分析  61-64
  5.1 LPWM 未封锁脉冲前的波形  61
  5.2 LPWM 封锁脉冲后的波形  61-62
  5.3 LPWM 死区波形展示  62
  5.4 两相负载的输出电流波形  62-63
  5.5 LPWM 输出电流波形和中间直流电压波形  63
  5.6 电磁搅拌电源输出电流波形展示  63-64
6 总结与展望  64-65
  6.1 论文的研究成果与创新点  64
  6.2 电磁搅拌电源下一步的工作  64-65
参考文献  65-68
在学研究成果  68-69
致谢  69

LPWM控制两相电磁搅拌电源的研究

内容摘要

全文目录

相似论文