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(终稿)逆变电源陕西理工学院毕业设计论文.doc(最终版) (终稿)逆变电源陕西理工学院毕业设计论文.doc(最终版)

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《(终稿)逆变电源陕西理工学院毕业设计论文.doc(最终版)》修改意见稿

1、“.....根据误差大小改变逆 变器的开关状态,这样实际输出围绕给定波形作锯齿状变化,并将偏差限制在定范围内。 这种控制方式的优点是对系统参数和负载变化不敏感,系统鲁棒性好,动态响应快。但它也 有明显的缺陷开关频率不固定,运行不规则,给滤波器的设计带来困难当开关频率过高时 功率开关器件发热严重。针对其缺点,出现了恒频滞环控制自适应滞环控制等多种方案, 其中有些需要精确的负载模型,有些为使输出电压低需要较高的开关频率,有些电路 很复杂,因而实际中很少应用。 状态反馈控制 般认为,从状态空间的角度看,单闭环控制系统性能不佳的原因是单纯的输出反馈没 有充分利用系统的状态信息,如果将输出反馈改为状态反馈可以改善控制效果。状态反馈波 形控制系统需要多个状态变量反馈,但并不构成分立的多环控制系统......”

2、“.....以实现不同的控制效果。采用状态反馈 可以任意配置闭环系统的极点,从而改善系统的动态特性和稳定性,这是状态反馈控制的最 大优点。状态反馈系数的确定大致有两种方法种是根据系统要求给出期望闭环极点,推 算状态反馈增益矩阵另种是应用最优控制原理,使系统的阶跃响应接近理想输出,据此 确定状态反馈增益。 无差拍控制 无差拍控制是种基于微机实现的方案,是数字控制特有的种控制方案。它 根据逆变器的状态方程和输出反馈信号来计算逆变器在下个采样周期的脉冲宽度,控制开 关动作使下个采样时刻的输出准确跟踪参考指令。由负载扰动引起的输出电压偏差可在 个采样周期内得到修正。无差拍控制有着非常快的动态响应,波形畸变率小,即使开关频率 不是很高,也能得到较好的输出波形品质。但是,无差拍控制的自身缺点也十分明显无差陕西理工学院毕步调制比异步调制复杂,但用微机控制时容易实现......”

3、“.....高频输出时切换到同步调制方式,这样把两者的优点结合起来,和分段同步方式效果接 近。 三相电压型逆变器的建模分析陕西理工学院毕业设计 第页共页 第章绪论 研究逆变电源的意义 随着各行各业控制技术的发展和对操作性能要求的提高,许多行业的用电设备都不是直 接用交流电网提供的交流电作为电能源,而是通过各种形式对其进行变换,从而得到各自所 需的电能形式。逆变就是对电能进行变换和控制的种基本形式,它完成将直流电变换成交 流电的功能。现代逆变技术是研究现代逆变电路的理论和应用设计方法的学科,这门学科综 合了现代电力电子开关器件技术现代功率变换技术模拟和数字电子技术技术 开关电源技术和现代控制技术等多种实用设计技术,已被广泛的用于工业和民用领域中的各 种功率变换系统和装置中。 早期的变频电源,只需要其输出电压频率可调即可,然而......”

4、“.....还必须环保无污染,即绿色环保变频电源。因而高性能的变频电源必须满足高的 输入功率因数,低的输出阻抗快速的暂态响应,稳态精度高稳定性高,效率高,可 靠性高低的电磁干扰智能化。 由于传统的变频电源采用模拟控制技术,难以实现上述要求。因而,研究数字化控制技 术的绿色变频电源技术,对当今提出的节能高效绿色环保工业口号的实现具有重 要意义。 目前研究的现状 般的电源跟负载相连,因而这里仅讨论无源逆变技术。从相关文献可知,目前对逆变 电源的研究主要集中在以下几个方面 拓扑形式 目前常用的逆变电路拓扑形式主要有常规逆变电路拓扑,软开关逆变电路拓扑,多电 平逆变电路拓扑等。 常规逆变电路拓扑 常规逆变电路拓扑可分为单相半桥单相桥式三相桥式电路等,根据直流侧电源性质, 又可将其分为电压源型逆变电路和电流源型逆变电路。 单相决电机变频驱动问题......”

5、“..... 调制 法就是用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的波形即 波形控制逆变电路中开关器件的通断,使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正 弦波在相应区间内的面积相等,通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出 电压的频率和幅值。 控制策略 与模拟控制相比,变频电源采用全数字化控制具有下优势温度漂移小,抗干扰能 力强,可靠性高,稳定性好。数字式部件结构牢固,体积小,重量轻,耗能少,易于标 准化。提高了信息存储监控诊断以及分级控制的能力,使系统更趋于智能化,系统 维护方便。④控制策略灵活,可以方便实现许多复杂智能的算法提高性能。但同时也出 现了如下问题量化过程的误差使系统性能有所下降,数字处理器采样计算延时带来的变 频电源最大占空比受限问题等,这些问题使得数字控制在变频电源性能提高的发挥中受到了 阻碍。为了提高数字控制变频电源的性能......”

6、“.....提出 了大量卓有成效的数字控制方案 单闭环控制陕西理工学院毕业设计 第页共页 早期的逆变控制器多为模拟控制,单纯采用输出电压的瞬时值反馈。采用模拟 控制器进行调节,其动态性能特别是非线性负载的时候,不能令人满意。对于要求较高的系 统,还没有做到满足系统要求的动态特性和稳态精度。随着的出现,逆变器的瞬时值 反馈数字控制成为可能。但是,数字控制不可避免地存在些局限性。控制 的精度取决于比例项和积分项,这两项越大控制精度越高,方面逆变器空载时振荡性很强, 积分项易产生相位滞后,另方面离散化系统的量化误差也对稳定性产生影响,因此比例项 和积分项不能取得太大。由于数字控制的采样计算延时的影响,引入了相位滞后,减小了 最大可得到的脉宽,结果势必造成稳态误差大,输出电压波形畸变高。采用高速和高 速处理器以及提高开关逆变电路的优点是简单,使用器件少......”

7、“.....三 相桥式逆变电源应用较多。 软开关逆变电路拓扑 逆变电源为得到更好的交流输出波形,将会提高全控型电力电子器件的开关频率,同时, 开关损耗也会随之增加,电路效率严重下降,电磁干扰也增大了,所以简单的提高开关频率 是不行的。针对这些问题出现了软开关技术,它是以谐振为主的辅助换流手段,解决了电路 中的开关损耗和开关噪声问题,使开关频率可以大幅度提高。软开关技术总的来说可以分为 零电压和零电流两类,按照其出现的先后,可以将其分为准谐振零开关 和三大类。每类都包括拓扑和众多的派生拓扑。陕西理工学院毕业设计 第页共页 三电平或多电平逆变电路拓扑 多电平逆变器的思想最早由日本于世纪年代初提出的。其基本原理是通 过多个直流电平来合成逼近正弦输出的阶梯波电压。其优点是减小逆变器输出谐波,降低了 开关管电压应力。多电平拓扑结构种类较多......”

8、“.....飞跨电容性 和独立直流电源级联多电平这三种拓扑结构。这三种多电平拓扑结构各有优点,其中应用最 广泛的是二极管钳位型多电平拓扑结构。 调制形式 方波控制 方波逆变器输出的交流电压波形为方波,占空比不可调。此类逆变器所使用的逆 变线路也不完全相同,但共同的特点是线路比较简单,使用的功率开关管数量很少。 这类逆变器还有调压范围不够宽,保护功能不够完善,噪声比较大等缺点,设计功率 般在百瓦至千瓦之间。 调制 空间电压矢量控制调制也叫磁通正弦法,它以三相波形 整体生成效果为前提,以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的,用逆变器不 同的开关模式所产生的实际磁通去逼近基准圆磁通,由它们的比较结果决定逆变器的 开关,形成波形。此法从电动机的角度出发,把逆变器和电机看作个整体,以 内切多边形逼近圆的方式进行控制,使电机获得幅值恒定的圆形磁场正弦磁通......”

9、“.....其中等腰三角波应用最多。因 为等腰三角波上任点的水平宽度和高度成线性关系且左右对称,当它与任何个平缓变化 的调制信号波相交时,如果在交点时刻对电路中开关器件的通断进行控制,就可以得到宽度 正比于信号波幅值的脉冲,这正好符合控制的要求。在调制信号波为正弦波时,所得 到的就是波形。在实际应用中可以用模拟电路构成三角波载波和正弦调制波发生电 路,用比较器来确定它们的交点,在交点时刻对功率开关器件的通断进行控制,就可以生成 波形。 由于计算法较繁琐,计算量大,较少使用。而模拟电路结构复杂,难以实现精确的控制。 因此,目前波形的生成和控制多用微机来实现。下面介绍几种常用的用软件生成 波形的算法,并分析它们的特点。 自然采样法 在正弦波和三角波的自然交点时刻控制功率开关器件的通断,称为自然采样法。正弦波 在不同相位角时值不同......”

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