本文關(guān)鍵詞：低壓大功率變頻電源研究與設(shè)計

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【摘要】：隨著全球進入由工業(yè)3.0到工業(yè)4.0過渡的迅猛發(fā)展時機,變頻電源特別是大功率變頻電源迎來了前所有未的挑戰(zhàn)和機遇。低壓大功率變頻電源由于能夠輸出低壓大電流的特點在航空航天、電鍍電焊等重工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用,其相關(guān)技術(shù)的研究具有重要戰(zhàn)略意義。本文圍繞低壓大功率變頻電源的研究與設(shè)計展開討論,通過對比各種拓撲結(jié)構(gòu),最終選擇全橋全波式的結(jié)構(gòu)作為低壓大功率變頻電源的主電路拓撲,全波結(jié)構(gòu)周波變換器采用多個MOSFET并聯(lián)進行同步整流,以容納更大電流。本文詳細介紹了單極性移相控制策略的開關(guān)模態(tài)和小信號特性,并分析了低壓大功率變頻電源設(shè)計中的關(guān)鍵問題。本文針對變頻電源輸出為12V/1000A的情況進行了仿真分析和硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計。本文基于MATLAB仿真軟件,對整個系統(tǒng)進行仿真模塊的搭建,并進行開環(huán)和閉環(huán)控制仿真。開環(huán)仿真對相關(guān)波形進行了詳細分析,同時也為硬件參數(shù)的設(shè)計提供了參考和驗證。閉環(huán)仿真設(shè)計介紹了單閉環(huán)和雙閉環(huán)兩種控制策略,并根據(jù)理論設(shè)計了相應(yīng)的控制器,仿真結(jié)果驗證了所設(shè)計控制器的正確性。本文從主電路、控制電路、輔助電源系統(tǒng)三個方面介紹了所設(shè)計低壓大功率變頻電源樣機的硬件結(jié)構(gòu):主電路部分包括三相整流濾波電路、軟啟動電路、功率開關(guān)管設(shè)計、磁性器件設(shè)計幾個方面;控制電路部分包括DSP核心處理器電路、驅(qū)動電路、信號檢測與調(diào)理電路、過流保護電路幾個方面;輔助電源部分介紹了兩級級聯(lián)結(jié)構(gòu)多路輸出開關(guān)電源的拓撲方案和硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計。最后基于設(shè)計本文搭建了12V/1000A變頻電源實驗平臺,并進行相關(guān)的實驗:輔助電源系統(tǒng)實驗表明所設(shè)計的輔助電源具有良好的性能,可以為變頻電源系統(tǒng)提供不同的電壓需求;DSP數(shù)字化實現(xiàn)與實驗表明DSP應(yīng)用于變頻電源中可以靈活的實現(xiàn)復(fù)雜的邏輯輸出和控制;驅(qū)動電路實驗驗證了所設(shè)計驅(qū)動電路的正確性;系統(tǒng)控制策略實驗驗證了單極性移相控制策略的可行性和有效性。
【關(guān)鍵詞】：低壓大功率 單極性移相控制 MATLAB仿真 輔助電源 DSP數(shù)字化控制
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 課題背景及研究意義10
• 1.2 變頻電源技術(shù)的發(fā)展10-12
• 1.2.1 逆變環(huán)節(jié)由低頻向高頻的發(fā)展10-11
• 1.2.2 數(shù)字化與智能化的發(fā)展11-12
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 本文研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)13-15
• 第二章 低壓大功率變頻電源原理分析15-33
• 2.1 低壓大功率變頻電源主電路拓撲選擇15-16
• 2.2 低壓大功率變頻電源高頻控制策略選擇16-21
• 2.2.1 單極性移相控制策略17-19
• 2.2.2 雙極性移相控制策略19-20
• 2.2.3 兩種移相控制策略對比與選擇20-21
• 2.3 低壓大功率變頻電源單極性移相控制策略分析21-29
• 2.3.1 開關(guān)模態(tài)分析21-26
• 2.3.2 穩(wěn)態(tài)與小信號分析26-29
• 2.4 低壓大功率變頻電源關(guān)鍵問題分析29-32
• 2.4.1 單極性移相控制策略軟開關(guān)問題29-30
• 2.4.2 副邊占空比丟失與周波變換器換流問題30-31
• 2.4.3 周波變換器同步整流MOSFET器件的并聯(lián)均流問題31-32
• 2.5 本章總結(jié)32-33
• 第三章 低壓大功率變頻電源開環(huán)與閉環(huán)仿真設(shè)計33-51
• 3.1 開環(huán)控制變頻電源仿真分析與設(shè)計33-40
• 3.1.1 驅(qū)動邏輯控制單元設(shè)計34
• 3.1.2 高頻全橋逆變單元設(shè)計34-35
• 3.1.3 周波變換器單元設(shè)計35
• 3.1.4 開環(huán)控制系統(tǒng)仿真結(jié)果及分析35-40
• 3.2 電壓單閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)設(shè)計與仿真分析40-45
• 3.2.1 補償環(huán)節(jié)設(shè)計41-43
• 3.2.2 電壓單閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真結(jié)果及分析43-45
• 3.3 PI-P雙環(huán)控制設(shè)計與仿真45-50
• 3.3.1 電壓外環(huán)電感電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)控制策略分析45-47
• 3.3.2 PI-P控制器設(shè)計與仿真分析47-50
• 3.4 本章小結(jié)50-51
• 第四章 低壓大功率變頻電源系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計51-77
• 4.1 系統(tǒng)整體設(shè)計方案51-53
• 4.2 主電路硬件設(shè)計53-63
• 4.2.1 輸入整流濾波電路設(shè)計53
• 4.2.2 高可靠軟啟動電路設(shè)計53-56
• 4.2.3 高頻變壓器設(shè)計56-59
• 4.2.4 功率開關(guān)管的設(shè)計59-61
• 4.2.5 輸出LC濾波器設(shè)計61-63
• 4.3 控制電路設(shè)計63-70
• 4.3.1 基于TMS320F2812的DSP控制平臺搭建64-66
• 4.3.2 驅(qū)動電路設(shè)計66-68
• 4.3.3 信號檢測與A/D調(diào)理電路設(shè)計68-69
• 4.3.4 過流保護電路設(shè)計69-70
• 4.4 輔助電源系統(tǒng)設(shè)計70-75
• 4.4.1 多路輸出輔助電源拓撲方案設(shè)計70-72
• 4.4.2 輔助電源系統(tǒng)硬件電路設(shè)計與分析72-75
• 4.5 本章小結(jié)75-77
• 第五章 低壓大功率變頻電源系統(tǒng)實驗與分析77-92
• 5.1 輔助電源系統(tǒng)實驗分析77-80
• 5.2 基于DSP的數(shù)字化實現(xiàn)與實驗分析80-86
• 5.2.1 單極性移相控制策略的DSP實現(xiàn)80-83
• 5.2.2 DSP軟件實現(xiàn)與實驗分析83-86
• 5.3 驅(qū)動電路驗證實驗86-87
• 5.4 系統(tǒng)控制策略驗證實驗87-91
• 5.5 本章小結(jié)91-92
• 總結(jié)與展望92-94
• 參考文獻94-98
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果98-99
• 致謝99-100
• 答辯委員會對論文的評定意見100

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5 馬小亮;;一種新型變頻電源的設(shè)想[J];電氣傳動;1982年02期

6 藍玉玲;許研文;;三種新型變頻電源簡介[J];機械與電子;1989年04期

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8 亓迎川,蔡驍勇,張玉潭,牛全民;改進的平均值反饋型靜止變頻電源[J];電力電子技術(shù);2000年05期

9 吳保芳,鐘炎平,林潔,劉茂榮;新型組合式三相變頻電源的研制[J];空軍雷達學(xué)院學(xué)報;2001年03期

10 張曉斌 ,牟奇;變頻電源系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用[J];國際航空;2002年12期

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1 李鑫;;變頻電源校準方法研究[A];江蘇計量測試學(xué)術(shù)論文集（2009）[C];2009年

2 王禾光;李景田;馮廣義;姚巧軒;羅世文;;大容量航空地面靜止變頻電源研制[A];第八屆全國電技術(shù)節(jié)能學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

3 張侃諭;胡慎敏;;關(guān)于大功率變頻電源在節(jié)能應(yīng)用上的幾點看法[A];面向21世紀的科技進步與社會經(jīng)濟發(fā)展（下冊）[C];1999年

4 孫海榮;;航空電源試驗用變頻電源的校準[A];中國航空學(xué)會第七屆動力年會論文摘要集[C];2010年

5 張衛(wèi)平;陳云鵬;劉元超;;一種新穎的三相正弦波變頻電源[A];2006中國電工技術(shù)學(xué)會電力電子學(xué)會第十屆學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2006年

6 李明峰;胡小巨;張仲超;;工業(yè)用振動棒變頻電源的研制[A];浙江省電源學(xué)會第九屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

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9 郭農(nóng)生;周元均;;變頻電源供電的深槽轉(zhuǎn)子異步電動機起動特性分析[A];第十八屆中國小電機技術(shù)研討會論文集[C];2013年

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1 賀宇;8359所 變頻電源獲得行業(yè)權(quán)威認證[N];中國航天報;2010年

2 河南 郭星旋;變頻電源的制作和教學(xué)演示[N];電子報;2003年

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1 張義;基于DSP的變頻電源設(shè)計與應(yīng)用[D];昆明理工大學(xué);2015年

2 楊林昌;低壓大功率變頻電源研究與設(shè)計[D];華南理工大學(xué);2016年

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6 趙巖;介質(zhì)阻擋放電系統(tǒng)高壓變頻電源的研制與應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2014年

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8 李志;變頻電源功率因數(shù)的測量與研究[D];湖南工業(yè)大學(xué);2015年

9 羅威;高壓試驗用大功率變頻電源及其計算機監(jiān)控的研究與開發(fā)[D];湖南大學(xué);2002年

10 喬之勇;三相數(shù)字化變頻電源控制器的設(shè)計[D];新疆大學(xué);2008年

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本文編號：920280