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中频三相四桥臂逆变电源装置研制

作　者: 曾贤杰
导　师: 韦忠朝
学　校: 华中科技大学
专　业: 电机与电器
关键词: 中频三相四桥臂 DSP2812 PID
分类号: TM464
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

中频逆变电源是利用电力电子变换技术将市电或其它电源的转换成所需的中频正弦波电能的装置。中频电源属于特种电源,广泛应用于航空、航天、雷达、通信交换机、冶金等领域中。传统的中频电源,通过高速发电机来产生中频正弦波,它需通过工频电动机,或柴油机提供动力。这种电源体积大、噪声大、输出稳定性差,随着电力电子技术的快速发展,制造静止式中频逆变电源有了实现的可能。本文主要针对中频电源系统的控制与软硬件实现进行了研究和设计。中频电源在运行过程中,输出不会是理想的正弦波,由于受死区、非线性负载等因素的影响,其输出波形会畸变,需要一种合适的控制方法,既能将输出畸变控制在可接受的范围之内,又容易实现。通过各种控制方法的对比和仿真研究,决定使用平均值PID反馈和瞬时值PID反馈相结合的控制方法。同时,对中频逆变电源输出滤波电感的发热做了深入的研究,电感损耗包括铁损和铜损,通过研究发现,通过选择合适的磁芯材料,可以有效的减小铁损,通过对磁芯气隙分段处理,可有效的减小铜损。随后,对三相四桥臂逆变的几种常用的控制策略作了详细的分析。本文对装置的硬件设计和软件设计作了详细的分析。硬件设计包括主电路的设计和控制电路的设计,对主电路的拓扑和一些主要部件的选取作了详细的分析,控制电路以TI公司的TMS320F2812型DSP为核心,实现了整个系统的数字化控制,给出了DSP外围电路、电压电流检测电路、按键和显示电路、IGBT驱动电路、驱动电源电路的电路图,并分析了各部分电路的原理,并对电磁兼容设计作了分析。软件设计采用软件流程图的形式分析了主程序、初始化程序、主控程序、ADC中断服务程序、GPIO口检测程序以及显示程序的编写思路,并对软件的可靠性做了相应的分析。最后,通过实验研究验证了方案的可行性。

中频三相四桥臂逆变电源装置研制

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