基于能量控制的直—交变换器的研究

论文摘要

在当今的社会生产生活中,交流变换器的应用越来越广泛。交流变换器的高电能质量输出可以保证生产设备的安全性和产品的高质量。尤其是随着各种复杂的、精密的、对电能质量敏感的用电设备不断普及,人们对电能质量的要求越来越高。但是目前的交流变换器的输出谐波较大,或者为了得到较小的输出谐波要求有较大体积的滤波器,使得交流变换器的成本和体积都比较大。所以研制新型的谐波小、体积小、电能质量高的电力电子变换装置成为目前研究的热点。本文所研究的DC-AC逆变器由两组对称的Buck-Boost基本DC-DC电路组成;在控制策略上,采用能量控制的方法,在无附加滤波器环节的情况下,能获得较平滑的正弦波输出。能量控制的方法,是把Buck-Boost电路的开关控制过程视为能量不断的从输入端向输出端传递的过程,或由输出端向输入端能量回馈的过程。在能量传递的过程中,精确的计算出为使负载端跟踪给定所需要的能量,进而把这个计算的能量值和电路中的相应的采样值进行比较,根据比较的结果控制开关动作,以精确的控制从直流侧向交流侧传递的能量,从而达到逆变器的指标要求。该直交变换器具有谐波分量小,电能质量高的特点。本文将能量控制的方法运用到两组对称DC-DC电路组合中,对其进行了仿真分析,进而探讨了试验样机的制作。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 逆变技术的现状与发展
• 1.1.1 电力电子技术与逆变技术
• 1.1.2 现代逆变技术的发展
• 1.1.3 DC-AC 逆变器拓扑结构的研究现状
• 1.1.4 DC-AC 逆变器控制策略的研究现状
• 1.2 采用逆变技术的目的及优越性
• 1.2.1 采用逆变技术的目的
• 1.2.2 采用逆变技术的优越性
• 1.3 逆变器的技术指标及应用
• 1.4 本文的主要工作
• 第2章 基于能量控制的DC-AC逆变器的原理
• 2.1 主电路的工作原理
• 2.1.1 基本Buck-Boost 电路原理
• 2.1.2 对称Buck-Boost 组合电路原理
• 2.2 控制电路原理
• 2.2.1 能量正向传递
• 2.2.2 能量回馈传递
• 第3章 主电路元件的选择
• 3.1 开关元件选择
• 3.2 直流输入电源
• 3.3 电路中电容电感的选择
• 第4章 基于能量控制的DC-AC逆变器的仿真与结果分析
• 4.1 EDA & PSPICE 介绍
• 4.1.1 ORCAD 公司的EDA 软件
• 4.1.2 EDA 技术的优点
• 4.1.3 OrCAD/Pspice 软件的功能特点
• 4.1.4 电路模拟过程介绍
• 4.2 逆变器的电路仿真设计与搭建
• 4.2.1 主电路
• 4.2.2 控制电路
• 4.3 仿真结果与分析
• 4.3.1 仿真结果
• 4.3.2 交流输入电源电压突变的情况下
• 4.3.3 负载扰动的情况下
• 4.3.4 结论
• 第5章 DSP控制系统硬件设计
• 5.1 DSP 介绍
• 5.1.1 DSP 的基本概念及优点
• 5.1.2 DSP 芯片的基本结构
• 5.1.3 TMS320LF240ｘ芯片概述
• 5.1.4 C 编译器概述
• 5.2 硬件电路的总体结构
• 5.3 隔离和调理电路
• 5.4 采样电路
• 5.5 控制输出信号和驱动电路
• 第6章 DSP控制系统软件设计
• 6.1 开发环境介绍
• 6.2 系统软件设计
• 6.3 主程序设计
• 6.4 中断服务模块设计
• 6.5 计算、比较程序设计
• 6.6 小结
• 结束语
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢