无级无触点交流稳压器的设计与实现

发布时间：2017-12-16 15:32

  本文关键词：无级无触点交流稳压器的设计与实现

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【摘要】：随着时代的发展,越来越多精密仪器和高精度负载等现代电子设备都要求稳定的交流电源供电。但是我国许多地区(特别是一些偏远地区)交流电供电系统存在电力欠缺,电力设备老化严重等问题导致的电压波形畸变,过、欠压,尖峰和浪涌干扰很大。这容易造成用电设备出现工作不正常,精度下降,甚至会造成损害。因此保证用电设备的供电品质是其安全运行的前提,为了解决上述问题,交流稳压器的使用是非常有必要的。传统的交流稳压器存在稳压精度低、效率低、体积大、响应速度慢、成本高等缺点。为了克服以上交流稳压器的缺点,本文利用高频开关电源的设计技术,通过PWM控制开关型器件IGBT导通与关断以及4个双向晶闸管导通顺序进行交流斩波来实现电压的补偿。主电路主要有补偿变压器、4个带反并联二极管的IGBT、4个可控硅、输入、输出滤波器等组成。补偿变压器能够使电路不必处理全部的输出功率,减小了主电路元器件的容量,降低了硬件成本。它以ARM控制器STM32F103C8T6为主控芯片,通过信号采集模块获得输出电压、输出电流,通过PID控制算法进行处理,确定PWM的占空比和电压的补偿极性,然后控制开关管IGBT的导通与关断,通过PWM斩控补偿的方式进行调压,实现了对市电电压的波动进行实时的正负补偿,最终达到交流稳压电源稳定输出的目的。本项目包括硬件部分和软件部分的设计。硬件部分首先介绍了系统的整体框架,然后分别对每个模块进行详细介绍,包括功率补偿电路、电源电路、信号调理电路、通信接口电路、按键控制电路、液晶显示电路等。软件部分采用层次化、模块化的设计思想,主要包括软启动控制任务、监视任务、系统故障保护任务、信号采集与数据处理任务、PID算法任务、通信处理任务、按键处理任务、液晶显示任务、起始任务和空闲任务。经搭载实验测试平台后对本项目中的样机按照国家相关标准进行测试,实验结果完全符合设计要求。本文设计的交流稳压器具有稳压精度高、效率高、响应速度快、无触点、调压范围宽、体积小等一系列优点。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM44

【参考文献】

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本文编号：1296584