基于TMS320F28335的改进型准Z源逆变器的研制

发布时间：2020-05-29 16:23

【摘要】：二十一世纪能源危机越演越烈,伴随着化石燃料的逐渐枯竭,全球各地都在研究开发新能源。以风力发电、光伏发电为代表的分布式发电技术备受关注。分布式发电涉及到微电网技术,而逆变器是微电网技术的核心。传统的逆变器是一种降压型逆变器,通常在前一级增加DC/DC变换器,形成的二级结构,降低系统传输效率。除此之外,传统逆变器不允许同一桥臂同时导通,否则造成短路会损坏逆变器。因此必须在开关信号加入死区时间,但死区时间的加入会导致输出波形失真。改进型准Z源逆变器(SB/SL-q ZSI)可以弥补传统逆变器的不足,本文基于TMS320F28335对SB/SL-q ZSI进行了软硬件设计和试验样机研制。首先详述了SB/SL-q ZSI的电路拓扑及工作原理,其中着重阐述了器件电压应力低、电压增益高的Z源网络。并分析了Z源逆变器的五种控制策略,其中包括简单升压控制策略、最大升压控制策略、恒定升压控制策略、三次谐波注入控制策略和直通分段SVPWM控制策略。通过比较各种控制策略工作原理、时序图、电压质量等特点,本文最终选取了直通分段SVPWM控制策略。其次,进行了系统硬件设计,其中包括以IRF2136三相桥式驱动芯片为核心驱动电路,电压、电流检测电路,LC滤波电路,IGBT过压、过流保护电路以及采用LM7824芯片的电源电路的设计。再次,进行了系统软件设计,在CCS3.0版本开发平台下使用TMS320F28335,设计了直通分段SVPWM主程序,中断程序,系统保护子程序,给出了各个程序流程图。同时,采用电流双闭环控制方法控制异步电动机。接着,在MATLAB/Simulink仿真平台建立了SB/SL-q ZSI与ZSI仿真模型。得到了SB/SL-q ZSI、ZSI系统仿真图和直通分段SVPWM触发脉冲、直流母线电压、电容电压与输出交流电压的仿真波形图。观测仿真波形图结果,与理论分析相符,验证SB/SL-q ZSI的优越性。最后通过搭建了以TMS320F28335为控制核心的SB/SL-q ZSI样机测试平台,测得输出电压、电容电压、触发脉冲、电机转速实验波形图。与理论值进行对比分析,整体数据误差在10%以内,验证改进型准Z源逆变器的可行性。
【图文】：

能源危机,化石燃料,使用量,能源

的目的与意义会的进步工业水平日益提高，能源的消耗速率也日益增每年的使用量逐步加大，能源危机渐渐地渗透到全球各界各地的经济发展，，能源的争夺甚至引起部分国家的矛耗量大部分仍来自于化石燃料，约占 87%。三大化石能38%、28%、21%[1]。根据化石能源储存量和使用量的现状也只够持续使用 200 年左右，石油和天然气使用年限则人口总数位列世界第一，工业发展水平也位居世界前列性，我国面临着巨大的能源危机，中国与世界储存燃料可的总储量是一定的，不可再生的，化石燃料的低效利用石燃料的使用伴随着污染问题，导致全球变暖、酸雨、污染必然是 21 世纪全球人类社会关注的焦点。清洁、高受到广泛关注。

框图,逆变器,总体结构,框图

准 Z 源逆变器的总体结构框图，见图 2-1。系统组成部采样检测电路。本文设计的改进型准 Z 源逆变器直流输通过逆变环节转换为交流电，此时交流电具有较多的消去主要谐波，进而为负载电机供电，达到升压逆变的
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM464

【参考文献】