基于DSP的正弦波逆变电源研究

摘要

逆变电源的发展是和电力电子器件的发展联系在一起的，随着现代电力电子技术的迅猛发展，逆变电源在许多领域的应用也越来越广泛，同时对逆变电源输出电压波形质量提出了越来越高的要求。逆变电源输出波形质量主要包括三个方面：一是输出稳定精度高；二是动态性能好；三是带负载适应性强。因此开发既具有结构简单，又具有优良动、静态性能和负载适应性的逆变电源，一直是研究者在逆变电源方面追求的目标。本文对逆变电源三闭环控制方案、输出相位控制、逆变电源数字化控制系统进行研究，以期得到具有高品质和高可靠性的逆变电源。 本文研究了单相全桥逆变电源与三相桥式逆变电源主电路参数，包括逆变器、吸收电路、驱动电路、变压器和滤波器，并对逆变电源变压器的偏磁产生原因进行了深入分析，最后给出了有效的抗偏磁措施。针对三相桥式逆变电源通常不能保证三相电压输出平衡，研究了一种可以带不平衡负载的三相逆变电源。研究了逆变电源的控制原理，建立了逆变电源系统动态模型，在此基础上对逆变电源的各种控制方案的性能进行了对比研究，从而确定了一种新颖的高性能逆变电源多闭环控制方案。另外，针对逆变电源输出相位存在固有滞后问题，采用了一种利用电压瞬时值内环对逆变电源滞后的相角进行补偿控制的策略，分析表明上述控制策略虽然有效，但无法做到输出相角稳态无差，对此，提出一种移相控制方案设想，相当于在原多环控制方案的基础上加了一个相位控制环。这样可以使逆变电源输出相位误差得到有效的补偿，输出相位精度更高。文章设计了逆变电源数字控制系统，采用TMS320LF2407A控制产生SPWM波，给出控制系统DSP程序运行流程图，并用DSP对其进行了实现数字化。多环反馈控制系统的采用，使系统具有优异的稳态特性、动态特性和对非线性负载的适应性，使逆变电源的性能得到有效提高。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1逆变电源基本概念

1.2逆变电源发展状况

1.3逆变电源研究的背景意义和研究内容

第2章逆变电源主电路研究

2.1逆变电源主电路分析

2.2逆变电源主电路设计

2.2.1逆变器的驱动部分

2.2.2整流逆变部分

2.2.3吸收电路部分

2.2.4变压器部分

2.2.5滤波器部分

2.3一种可带不平衡负载的三相逆变电源

第3章逆变电源控制系统研究

3.1逆变系统原理

3.2 SPWM波的生成原理分析

3.2.1自然法生成SPWM波

3.2.2规则采样法生成SPWM波

3.3逆变电源系统动态模型

3.4逆变电源控制方法研究

3.4.1逆变电源控制方法概述

3.4.2各种瞬时值反馈控制方法性能比较

3.4.3本文采用的控制方案

3.4.4多环控制系统特性分析

3.4.5逆变电源相位补偿控制方案

3.4.6一种基于的逆变电源数字化移相控制方案设想

第4章逆变电源控制系统设计及实现

4.1逆变电源控制系统参数设计方法研究

4.1.1多环调节器类型的选择

4.1.2控制器参数研究

4.2数字控制系统实现

4.2.1数字控制芯片的选型及特点介绍

4.2.2三角波及基准正弦信号生成

4.2.3 TMS320LF2407A控制产生SPWM波的原理

4.2.4查表法生成SPWM波

4.2.5数字控制系统硬件部分

4.2.6数字控制系统软件部分

4.3数字化控制系统逆变电源实验过程

4.4数字化控制系统逆变电源仿真结果及分析

4.4.1控制信号仿真结果及分析

4.4.2逆变电源各种相位仿真结果及分析

第5章结束语

5.1本文工作总结

5.2对今后工作的展望

参考文献

作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢