毕业设计（三相正弦变频发电装置）.docxVIP

三相正弦波变频模拟装置 电子信息工程系 电子信息工程2班 姓名：廖建波 学号：240799202指导教师：杨盛国教授 摘要：本设计模拟装置是由正弦波与三角波通过比较器产生的SVPWM波通过6 个IR2110驱动和12个MOS开关管逆变构成的三相电路，并由单片机控制频率, 频率40Hz~60Hz可调；并利用单片机模数转换采集的电压值汇馈给FPGA,再 通过FPGA进行数据处理，并加以对SVPWM波的控制，来实现对输出电压的 实时控制，切尔，进一步对输出功率的跟踪。 关键字：三相 正弦变频SVPWM FPGA 逆变 — %绪论 1. 1前言 随着电力电子技术的快速发展，将使电源技术更加成熟、经济、实用，实 现高效率。变频电源随即出现，并被广泛运用于各个领域，是变频调速的核心所 在。主要还是用于交流电机的变频调速，其再电气传动系统屮占据的地位也口趋 重要，已获得巨大的节能效果。该题目是设计一个新型工业用的三相正弦变频发 电装置。 1.2题目背景及研究意义 电力电子技术就是施用电力半导体器件及电子技术对电能进行变换和控制 的技术。它以实现“高效率用电和高品质用电”为目标，是一门综合了电力半导 体器件、电力变换技术、现代电子技术、AUTO控制技术等许多学科的交织学科。 随着科学技术的成长，电力电子技术又与现代控制理论、材料科学、电机工程、 微电子技术等许多领域密切相关。冃前，它己逐步成长成为一门包罗更多学科的 综合性技术学科，并在为现代通讯、电子摄谱仪、计算机工业AUTO化、电网优 化、电力工程、国防及某些高新技术供给高质量、高效率、高可靠性的电能方面 起着关键的效用。 电力电子技术的成长主要是两个方面:一是电力电子半导体器件的成长，因为 电力电子器件是电力电子技术的基础和源头，电力电子器件的机能的提高,增进了 电力电子技术的应用，提高了电力电子装置的功率,减小了体积。另一方面是电力 电子技术在不同应用领域详细控制技术的成长。尤其是功率变换技术的成长与应 用。功率变换技术是电力电子技术中最重要、最基木的共性技术。为了满足高效、 高能量密度、高精度、快速相应、宽调节范围、低谐波掉真和低成本的要求，功 率变换技术从不控、半控强迫换流技术成长到普遍采用PWM控制和采用自关断 器件的换流技术。 1.3国内外研究现状及发展方向 由于我国市电频率固定为50Hz,因而对于一些要求频率大于或小于50Hz 的应用场合，则必须设计一个能改变频率的变频电源系统。目前最常用的就是三 相正弦变频发电装置。 70年代出现了通用变频器的系列场频，可将工频电源转变为频率连续可调 的变频电源，这就为交流电机的变频调速创造了有利的条件。这些变频器在频率 设定后都有软启动功能，频率会以一定的速率从零上升设定的频率，而且此上升 速率可以在很大的范围任意调整，这对同步电动机而言就是解决了启动问题。八 十年代初期，日木东芝公司最先将交流变频调速技术用于空调器中。至1997年, 其占有率已达到日本家用空调的70%以上。变频空调具有舒适、节能等优点。国 内于90年代初期开始研究变频空调，96年引进生产线生产变频空调器，逐渐形 成变频空调开发生产热点。 4本文研究的主要内容 设计并制作一个三相正弦波变频发电模拟装置，其示意图如图1所示。用直 流稳压电源供电，Us二12?60V中的任意一区间电压，输岀相压?220V,输出频率 为50Hz； T为三相工频隔离变压器，变比自定，将山作为输出电流的反馈信号; 负载电阻 Rla=Rlb =Rlc=1100Q ?4400Q。(11W~44WX3) 滤 波DC AC 及控制电弟专三相变压器 滤 波 DC AC 及 控制电弟 专三相变压器 图1三相正眩波变频发电模拟装置示意图 (1)输出频率范围为50Hz的三相对称交流电，相位差120°误差小于±3°,各相 电压有效值之差小于5V； 输出电压波形应尽量接近正弦波，用示波器观察无明显失真； 当输入电压变化值为10%时，或负载电流有效值为0. 05?0. 2A三相对称交流 电时，输出相电压有效值应保持在220V土5%以内； 具有过流保护(输出电流有效值达0.3A时动作)、负载缺相保护及负载不对 称保护(三相电流中任意两相电流之差大于0. 05A时动作)功能，保护时自动切 断输入电源； 具有输入欠压保护功能，动作电压20%； 本变换器的效率“N50%。 二、方案设计和系统整体框架 系统包括光伏电池、DC-AC变换电路、控制、反馈、测量和显示六个部分。 TR2110驱动开关管的逆变电路是核心部分，控制部分利用闭环反馈法实现输出 电压的稳定，采用反馈电压经过乘法器来调节SPWM波的占空比实现电压的峰值 控制，采用频率跟踪法和沿触发同步跟踪法实现频率和相位的跟踪功能。当系统 检测到输入欠压或输出过流动作时，通过控制