基于DSP控制的SPWM变频电源的研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文基于DSP控制的SPWM变频电源的研究姓名：朱子庚申请学位级别：硕士专业：电工理论与新技术指导教师：龚跃玲20100501武汉理工大学硕士学位论文摘要变频电源是一种将工频电通过一种功率转换装置(AC．DC．AC)按照实际需要转换成在一定范围内频率和电压可调的正弦交流电的电力电子装置。变频电源的难点是逆变控制系统，随着数字信号处理器的发展和运算速度的提高，控制系统中的一些难题逐步得到了解决。由数字信号处理芯片组成的逆变控制系统，无论是在集成度、抗干扰性、灵活性，还是在在线控制、精确度等方面都达到了前所未有的发展。本

2、课题基于TI公司的2000系列数字信号处理器，首先，深入研究逆变电源中的滤波电路、整流电路、功率因数校正电路、逆变电路。滤波设计采用有源滤波技术(APF)，它主要是采用指令电流运算和电流跟踪控制环节在DSP调节下实现控制，采用注入的谐波电流和无功补偿用来抵消由非线性负载引起的谐波电流污染和无功损耗，注入的补偿电流的分量大小、方向与谐波电流的大小相等、方向相反，达到补偿，实现滤波效果。功率因数校正采用有源功率因数校正技术(APFC)，用DSP控制实现电流跟踪电压波形，达到功率因数的校正效果。脉冲宽度调制技术是逆变控制系统设计的难点，本课题

3、深入研究了几种SPWM的数字化生成方法(包括切线逼近采样法和割线逼近采样法)。并针对每种方法进行了比较得出最优化的方法。由于逆变设计中加了死区，课题还对调制中的死区效应进行分析，并进一步研究了死区补偿的几种常见方法。然后，根据要求提出了硬件设计方案：主要包括以DSP为控制核心的采样保护电路、有源滤波电路、逆变开关保护和缓冲电路、基于液晶和矩阵键盘的人机交换平台等。软件部分主要给出了逆变系统的总体设计，包括A／D采样子程序、液晶显示、SPWM生成算法等。最终，课题根据以上提出的设计方案，在Matlab和Simulink中对整个控制系统进行

4、建模，得出仿真波形，并对仿真图进行分析，验证方案的可行性。为后续逆变电源的研究和设计建立一个坚实的基础。关键词：变频电源；逆变；正弦脉冲宽度调制；有源滤波器武汉理工大学硕士学位论文ABSTRACTVariable矗equencypowersupplyisaelectronicdevicesthatcallbringACpowertoanothertosomeextentfrequencyandvoltageadjustablesinusoidalACpoweraccordingwithactualneedsthroughapowerco

5、nverter(AC—DC·AC)．Thisapproachiswhatweusedtosaytheindirectconversion．Inthedesign，theinvertercontrolsystemistheCOreanddifficultofvariablefrequencypowersupply．Withthedevelopmentandimprovementofoperationspeedofthedigitalsignalprocessor,thesomeproblemsofthecontrolsystemaregr

6、aduallysolved．Formedbythedigitalsignalprocessingchipinvertercontrolsystem，whetherintheintegration，immunity,flexibility,Orin．1inecontrol，precisionandotheraspectsreachthedevelopmentunprecedented．ThesubjectbasedonTI’S2000seriesdigitalsignalprocessors，in-depthstudyoffilterci

7、rcuit，rectifier,powerfactorcorrectioncircuitandinvertercircuit．Inthefilterdesign，,Ⅳhereadoptactivepowerfilteringtechnology(APE)，whichmainlyusescommandcurrentoperationandcurrenttrackingcontrollinktoachievecontrolintheDSPadjust．Inthepowerfactorcorrection，usesactivepowerfac

8、torcorrectiontechnique(APFC)，DSP．basedcontrolforcurrenttrackingvoltagewaveform．Pulsewidthmodulationisdi