基于DSP的单相可控整流装置研究

发布时间：2017-06-07 19:01

  本文关键词：基于DSP的单相可控整流装置研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：进入21世纪以来,电能作为一种清洁能源,正在越来越多的被使用着,而在我们日常的生活与生产中,电动机、电力电子变换器、变压器得到迅猛的发展,被越来越多的应用到各种电器设备当中,但是这样使得大量的谐波和无功功率进入输电网络内,保护电网的使用安全已经是我们不得不考虑的一个重大问题。为了有效的解决谐波和无功功率对电网所带来的伤害,PWM整流技术渐渐走进了人们的视野。PWM整流装置其特点是拥有较高的功率因数、可以实现能链双向流动,还可使输入交流电流正弦化。因这种整流装置有着上述的优点,使它逐渐代替了上一代的整流装置,成为新一代整流装置的领头羊,PWM整流装置的出现很大的程度上完美的解决了此问题。本文先介绍研究设计PWM整流装置的意义,并介绍了其发展的历程、未来的发展方向和在实际生活中所应用的领域。然后给出单相电压型PWM整流装置的分类,再说明其工作原理,并决定选用单极性的调制方式,在数学上介绍这种调制方式的优点。接下来详细介绍当下单相PW M整流装置常用的控制方法类型,对瞬时直接电流控制进行了深入分析,利用整定法对双环控制方式的PI控制器在数学模型上给予说明。在理论的引导下,对单相PWM整流装置进行了硬件和软件设计,其中硬件设计主要有主电路LC参数、采样电路、系统保护电路和IGBT驱动电路的设计。软件设计的控制电路选用TMS320F28335模块,并给出AD模块,PWM信号发生装置和PI控制的DSP程序。根据上述设计使用MATLAB软件的Simulink单元进行了仿真分析。最后,通过实验样机实验,实现输出稳定的直流电压,并且使输入功率因数基本趋近于1。
【关键词】：单相PWM整流 瞬时直接电流控制 DSP Simulink仿真
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM461
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-11
• 1.1 论文研究的技术背景及意义7
• 1.2 国内、国外发展现状7-9
• 1.3 本文的主要研究内容9-11
• 第二章 可控整流装置主电路结构及PWM技术分析11-19
• 2.1 PWM整流装置的拓扑结构11-12
• 2.2 PWM整流装置的工作原理12-13
• 2.3 PWM调制技术13-16
• 2.3.1 单极性调制与双极性调制13-15
• 2.3.2 单极性调制方式的波形研究15-16
• 2.4 基波无功对系统的影响16-17
• 2.5 功率因数分析17-18
• 2.6 本章小结18-19
• 第三章 单相PWM整流装置控制策略研究19-26
• 3.1 间接电流控制19-20
• 3.2 直接电流控制20-23
• 3.2.1 滞环电流控制原理20-21
• 3.2.2 预测电流控制原理21-22
• 3.2.3 瞬时直接电流控制原理22-23
• 3.3 瞬时直接电流PI控制器设计23-25
• 3.3.1 电流内环的设计23-24
• 3.3.2 电压外环的设计24-25
• 3.4 本章小结25-26
• 第四章 单相PWM整流装置硬件电路设计26-47
• 4.1 主体电路参数设计26-32
• 4.1.1 交流侧电感LN的计算26-31
• 4.1.2 直流侧电容Cd的计算31
• 4.1.3 功率开关管的选取31-32
• 4.2 单相PWM整理器控制电路设计32-37
• 4.2.1 DSP的芯片选型与介绍32-33
• 4.2.2 采样电路的设计33-34
• 4.2.3 缓冲吸收电路的设计34-35
• 4.2.4 保护电路的设计35-36
• 4.2.5 IGBT驱动电路的设计36-37
• 4.3 基于DSP系统的软件设计37-46
• 4.3.1 控制系统的软件设计37-39
• 4.3.2 模拟-数字信号模块的设置39-41
• 4.3.3 PWM波形发生器的设置41-42
• 4.3.4 数字PI控制器的设计42-46
• 4.4 本章小结46-47
• 第五章 单相PWM整流装置仿真及实验47-61
• 5.1 单相PWM整流装置的仿真建模47-52
• 5.1.1 外环电压仿真模块47-48
• 5.1.2 内环电流仿真模块48-49
• 5.1.3 PWM波发生仿真结构49
• 5.1.4 输入电流仿真模块49-50
• 5.1.5 输入电压仿真模块50-51
• 5.1.6 输出电压仿真模块51
• 5.1.7 系统整体仿真结构研究51-52
• 5.2 仿真结果分析52-56
• 5.2.1 SPWM仿真输出波形52-53
• 5.2.2 单相PWM整流装置仿真结果分析53-56
• 5.3 样机实验及结果56-59
• 5.4 本章小结59-61
• 第六章 总结与展望61-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-66
• 作者简介66
• 攻读硕士学位期间研究成果66

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