基于DSP的变频变压电源设计与研究
发布时间：2021-07-29 16:40
随着现代电力电子技术的迅猛发展,变频电源在许多领域的应用也越来越广泛,同时对变频电源的各方面性能也提出了越来越高的要求。一个好的变频电源输出波形不仅需要有优良的动、静态性能,还需要有较强的带负载适应性。高性能DSP控制器的出现,使变频电源的全数字化控制成为现实。数字控制系统具有集成度高、抗干扰能力强、控制灵活、可实现先进的控制算法和便于实时控制等优点。采用DSP作为DC-AC逆变控制的核心,可以用软件很容易地实现灵活、准确的在线控制与故障检测。因此,数字化控制电源已成为当今电源产品设计的潮流。本课题针对实际的变频变压电源项目,研究了MC56F8346DSP芯片作为控制单元在变频变压电源设计中的应用。论文首先介绍了变频电源的拓扑结构以及原理,设计了交-直-交单相电压源型变频器主电路及以MC56F8346DSP为控制核心的控制电路。然后在分析了SPWM控制技术原理的基础上,研究了三种SPWM数字生成算法,并对输出谐波及特性进行了对比分析。论文的主体部分是变频电源整体软、硬件设计。硬件电路设计分为系统整体结构设计和单个功能模块的选型及其参数设计,其中介绍了包括整流滤波电路、逆变电路、驱动保护...
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
1.1 变频电源概述
1.2 变频电源现状与发展
1.2.1 变频电源研究现状
1.2.2 新型变频电源发展方向
1.3 变频电源数字控制技术
1.3.1 数字控制技术的特点
1.3.2 数字信号处理器(DSP)概述
1.3.3 主控芯片DSP56F8346简介
1.4 本文研究的内容与意义
第2章 变频电源结构设计及控制策略
2.1 变频电源结构及原理
2.1.1 直接变频器与间接变频器
2.1.2 电压源型和电流源型变频器
2.2 变频电源系统结构设计
2.3 数字化变频电源波形控制策略
2.3.1 数字PID控制
2.3.2 数字PID控制在变频电源中的应用
2.4 正弦脉宽调制(SPWM)原理
2.4.1 SPWM控制基础
2.4.2 SPWM基本原理
2.4.3 单极性和双极性SPWM控制
2.4.4 同步调制和异步调制
2.5 SPWM波形数字化生成算法分析
2.5.1 自然采样法
2.5.2 对称规则采样法
2.5.3 不对称规则采样法
2.5.4 三种方法谐波抑制能力的比较分析
2.6 SPWM调制方式的谐波特性
2.7 本章小结
第3章 变频电源硬件设计
3.1 主电路构成
3.2 整流及直流滤波电路设计
3.2.1 不控桥式整流滤波电路设计
3.2.2 功率元件的选取
3.3 逆变电路设计
3.4 驱动保护电路
3.4.1 六输出高压驱动器IR2130简介
3.4.2 驱动保护电路设计
3.5 模拟量输入采样电路
3.6 输出滤波器的分析和设计
3.7 本章小结
第4章 变频电源软件设计
4.1 软件开发平台(IDE)简介
4.1.1 CodeWarrior IDE的组成
4.1.2 Processor Export软件开发包
4.2 控制系统整体软件设计
4.3 调压调频旋钮输入程序设计
4.4 SPWM波形DSP数字化实现
4.4.1 脉宽调制模块(PWM)
4.4.2 SPWM波的DSP软件实现
4.5 本章小结
第5章 试验样机调试与结果分析
5.1 变频电源样机调试与实验
5.2 结果分析与总结
总结与展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PWM逆变器的LC滤波器[J]. 俞杨威,金天均,谢文涛,吕征宇. 机电工程. 2007(05)
[2]电力系统谐波和基波无功检测改进方法[J]. 任明炜,孙玉坤,郑红平,郭涛. 江苏大学学报(自然科学版). 2006(01)
[3]SPWM逆变电源的谐波分析及抑制策略[J]. 陈颖,张俊洪. 船电技术. 2005(01)
[4]基于DSP的软开关点焊逆变电源控制系统硬件设计[J]. 许小静,张勇,胡双平,杨思乾,李京龙. 电焊机. 2004(12)
[5]新型浪涌电流限制器STIL[J]. 毛兴武,侯玉军. 电气时代. 2004(09)
[6]抑制浪涌电流用硅单晶热敏电阻器[J]. 刘会冲,陶明德,冯中华,蒋朝伦,李金琢. 电子元件与材料. 2004(02)
[7]变频器输出RLC正弦波滤波器的工程设计[J]. 颜斌,陈希有. 电机与控制学报. 2002(03)
[8]基于DSP的带Ethernet接口的通信逆变电源[J]. 郑建彬,秦娟英. 通信电源技术. 2002(03)
[9]IR2111和IR2130在PWM直流伺服系统中的应用[J]. 逄海萍. 电气传动自动化. 2001(03)
[10]大功率IGBT高频逆变电焊机的研究[J]. 屈稳太,诸静. 电力电子技术. 2001(02)
硕士论文
[1]逆变电源的数字化控制技术研究[D]. 周胜灵.重庆大学 2006
[2]基于DSP的变频电源的设计[D]. 邓威.西北工业大学 2002
本文编号：3309679
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
1.1 变频电源概述
1.2 变频电源现状与发展
1.2.1 变频电源研究现状
1.2.2 新型变频电源发展方向
1.3 变频电源数字控制技术
1.3.1 数字控制技术的特点
1.3.2 数字信号处理器(DSP)概述
1.3.3 主控芯片DSP56F8346简介
1.4 本文研究的内容与意义
第2章 变频电源结构设计及控制策略
2.1 变频电源结构及原理
2.1.1 直接变频器与间接变频器
2.1.2 电压源型和电流源型变频器
2.2 变频电源系统结构设计
2.3 数字化变频电源波形控制策略
2.3.1 数字PID控制
2.3.2 数字PID控制在变频电源中的应用
2.4 正弦脉宽调制(SPWM)原理
2.4.1 SPWM控制基础
2.4.2 SPWM基本原理
2.4.3 单极性和双极性SPWM控制
2.4.4 同步调制和异步调制
2.5 SPWM波形数字化生成算法分析
2.5.1 自然采样法
2.5.2 对称规则采样法
2.5.3 不对称规则采样法
2.5.4 三种方法谐波抑制能力的比较分析
2.6 SPWM调制方式的谐波特性
2.7 本章小结
第3章 变频电源硬件设计
3.1 主电路构成
3.2 整流及直流滤波电路设计
3.2.1 不控桥式整流滤波电路设计
3.2.2 功率元件的选取
3.3 逆变电路设计
3.4 驱动保护电路
3.4.1 六输出高压驱动器IR2130简介
3.4.2 驱动保护电路设计
3.5 模拟量输入采样电路
3.6 输出滤波器的分析和设计
3.7 本章小结
第4章 变频电源软件设计
4.1 软件开发平台(IDE)简介
4.1.1 CodeWarrior IDE的组成
4.1.2 Processor Export软件开发包
4.2 控制系统整体软件设计
4.3 调压调频旋钮输入程序设计
4.4 SPWM波形DSP数字化实现
4.4.1 脉宽调制模块(PWM)
4.4.2 SPWM波的DSP软件实现
4.5 本章小结
第5章 试验样机调试与结果分析
5.1 变频电源样机调试与实验
5.2 结果分析与总结
总结与展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PWM逆变器的LC滤波器[J]. 俞杨威,金天均,谢文涛,吕征宇. 机电工程. 2007(05)
[2]电力系统谐波和基波无功检测改进方法[J]. 任明炜,孙玉坤,郑红平,郭涛. 江苏大学学报(自然科学版). 2006(01)
[3]SPWM逆变电源的谐波分析及抑制策略[J]. 陈颖,张俊洪. 船电技术. 2005(01)
[4]基于DSP的软开关点焊逆变电源控制系统硬件设计[J]. 许小静,张勇,胡双平,杨思乾,李京龙. 电焊机. 2004(12)
[5]新型浪涌电流限制器STIL[J]. 毛兴武,侯玉军. 电气时代. 2004(09)
[6]抑制浪涌电流用硅单晶热敏电阻器[J]. 刘会冲,陶明德,冯中华,蒋朝伦,李金琢. 电子元件与材料. 2004(02)
[7]变频器输出RLC正弦波滤波器的工程设计[J]. 颜斌,陈希有. 电机与控制学报. 2002(03)
[8]基于DSP的带Ethernet接口的通信逆变电源[J]. 郑建彬,秦娟英. 通信电源技术. 2002(03)
[9]IR2111和IR2130在PWM直流伺服系统中的应用[J]. 逄海萍. 电气传动自动化. 2001(03)
[10]大功率IGBT高频逆变电焊机的研究[J]. 屈稳太,诸静. 电力电子技术. 2001(02)
硕士论文
[1]逆变电源的数字化控制技术研究[D]. 周胜灵.重庆大学 2006
[2]基于DSP的变频电源的设计[D]. 邓威.西北工业大学 2002
本文编号：3309679
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