作者：www.nenghua.com.cn 发布日期：2014-12-24 22:26 信息来源：http://www.lp1995.com
变频技术是电力电子技术的主要组成部分,应用于包括交流电机的调速和供电电源等多个重要领域。本文提出了一种基于DSP(数字信号处理器TMS320LF2407)的SPWM三相间接变频电源系统。首先介绍了变频电源的拓扑结构以及原理,设计了以三菱IPM模块为基础的包括整流电路、逆变电路、输出滤波器的主回路。在分析了SPWM调制原理的基础上,提出了改进型的规则采样法产生SPWM波。另外并对死区产生的影响做了分析,并给出了两种补偿方法。在变频电源数字控制器国内外研究的基础上,提出了一种基于数字信号处理器(DSP)的控制器硬件结构,并对控制器的实时性、可靠性和兼容性作了详细的分析。为满足高速和精确的采样,论文在控制器硬件中设计了锁相环电路。为满足智能功率模块(IPM)对死区时间的要求,在对电路仿真分析的前提下,论文在控制器硬件中设计了独立的硬件死区延时电路。控制器的系统软件设计分为人机接口程序和控制程序。人机接口程序实现了实时电压电流数据及其波形显示,控制参数显示及在线修改等功能;控制程序实现了信号采样分析、PWM脉冲调制和触发、PI控制器等程序。论文详细阐述了程序设计思想和实现过程。论文最后给出了装置样机的实物图以及实验波形图,并结合变频电源样机现场调试所出现的问题,给出了改善意见。
关键词：变频电源 DSP SPWM 死区 锁相环
摘要5-6
Abstract6-10
第1章 绪论10-18
1.1 研究变频电源的背景及目的10-11
1.2 国内外研究情况11-16
1.2.1 电力电子器件技术的发展11-12
1.2.2 电力变流技术的发展12-15
1.2.3 变频电源的发展方向15-16
1.3 本文设计和研究的内容16-18
第2章 变频电源的结构及主电路研究18-30
2.1 变频电源的结构及原理18-19
2.2 整流电路的设计19-20
2.3 逆变电路研究20-28
2.3.1 逆变电路的拓扑结构20-21
2.3.2 逆变模块的保护21-23
2.3.3 开关功率模块的选型23-28
2.4 输出滤波器设计28-30
第3章 SPWM 波的生成算法30-45
3.1 SPWM 波的生成原理30-36
3.1.1 SPWM 控制的基本原理30-31
3.1.2 同步调制和异步调制31-33
3.1.3 生成SPWM 波的一般算法33-35
3.1.4 生成SPWM 波的改进型规则采样法35-36
3.2 死区效应分析及补偿36-45
3.2.1 死区效应分析36-39
3.2.2 死区时间补偿39-45
第4章 变频电源控制器硬件的设计45-58
4.1 基于DSP 的控制器系统硬件结构45-56
4.1.1 主处理器模块介绍46-47
4.1.2 采样电路模块和硬件倍频电路模块的设计47-51
4.1.3 串行通信接口电路的设计51-52
4.1.4 脉冲触发电路及IPM 模块驱动电路设计52-55
4.1.5 液晶显示和矩阵键盘电路设计55-56
4.2 基于DSP 的控制器PCB 制板注意事项56-58
第5章 变频电源控制器系统软件设计58-76
5.1 系统软件开发环境及前期数据格式设计58-60
5.1.1 DSP 开发环境程序开发流程58
5.1.2 数据格式的设定58-60
5.2 系统软件框架结构及功能划分60-61
5.3 监控模块软件设计61-70
5.3.1 键盘控制程序设计62-63
5.3.2 液晶显示菜单程序设计63-66
5.3.3 液晶菜单界面模块设计66-70
5.4 AD 采样子程序的设计70-71
5.5 PWM 信号触发子程序设计71-73
5.6 PI 控制程序设计73-74
5.7 通讯子程序的设计74-76
第6章 装置调试与总结76-79
6.1 变频电源工程样机的调试及实验76-77
6.2 经验总结77-79
总结与展望79-81
参考文献81-84
附录A 攻读学位期间获得的研究成果84-85
附录B 控制系统原理图85-94
附录C SED1335 内置字符代码表94-95
致谢95
