三相电流型逆变器的PWM控制方法研究

论文摘要

目前,电流型逆变器以其不可忽视的优越性受到人们越来越多的关注,电流型逆变拓扑及控制技术已经成为有关专家讨论和研究的重要课题,并且在交流变频调速、电力系统无功补偿与谐波抑制、太阳能和风力发电等领域具有很好的发展和应用前景。本论文着重研究三相电流型逆变器的PWM控制方法。本文通过对交流变频调速技术及电压型逆变器的研究现状和控制方法进行基本分析和比较,研究了电流型逆变器的拓扑结构、工作原理和基本特点。在对电流型逆变器梯形PWM控制工作机理进行深入研究分析的基础上,对梯形波分段调制方法进行了波形分解和电流型PWM控制方法研究,并利用PSPICE软件对电流型逆变器及PWM控制规律进行了仿真研究,为后续的硬、软件设计和实验研究奠定了理论和实践基础。论文根据87C196MC单片机的内置PWM波形发生器及硬、软件资源配置,提出了一种宜于单片机实现的三相电流型逆变器的新型PWM控制方法——“梯形半折分段调制法”。通过新颖的波形设计和编程技巧,利用87C196MC单片机的片内波形发生器WFG产生三相电流型逆变器的PWM控制信号,将本来仅适用于电压型PWM控制的单片机波形发生器,用来实现三相电流型逆变器PWM控制。通过计算机仿真和样机实验结果证实了该控制方法的可行性及优良的波形效果。有效地解决了目前国内外缺乏电流型PWM控制专用集成电路的问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 交流变频调速及逆变技术的发展与应用
• 1.2 PWM 控制技术的研究现状
• 1.3 电流型逆变器的研究意义
• 1.4 电流型逆变器的发展与应用现状
• 1.5 本文研究内容及所做工作
• 第2章 梯形PWM 控制的电流型逆变器
• 2.1 变频调速技术概述
• 2.1.1 变频器的基本构成
• 2.1.2 PWM 变频电路的特点
• 2.2 电流型逆变器的基本原理
• 2.2.1 单相电流型逆变主电路的结构分析
• 2.2.2 三相电流型逆变主电路的结构分析
• 2.3 梯形PWM 的基本原理
• 第3章 PWM 电流型逆变器的仿真研究
• 3.1 PSPICE 仿真软件简介
• 3.2 单相电流型逆变电路的仿真
• 3.3 三相电流型逆变电路的仿真
• 3.3.1 梯形PWM 波形发生电路仿真分析
• 3.3.2 三相电流型逆变电路仿真分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 三相PWM 电流型逆变器的单片机控制
• 4.1 87C196MC 单片机简介
• 4.1.1 波形发生器的寄存器
• 4.1.2 波形发生器周期选择
• 4.1.3 波形发生器的PWM 方式
• 4.2 梯形PWM 控制方法的实现
• 4.3 单片机控制系统设计
• 4.4 单片机 I/O 接口电路设计
• 4.4.1 IGBT 驱动电路
• 4.4.2 显示单元
• 4.5 缓冲吸收电路设计
• 4.5.1 IGBT 的缓冲保护电路
• 4.5.2 输出浪涌吸收电路
• 4.6 电源电路
• 4.7 本章小结
• 第5章 单片机控制系统的软件设计及实验结果
• 5.1 系统的软件设计
• 5.2 系统的软件流程分析
• 5.2.1 主程序控制流程
• 5.2.2 波形发生器中断服务程序流程
• 5.3 样机实验结果及实验波形
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间获得的学术成果
• 致谢