一种新型可调三相变单相变频调压电源的设计.kdh
- 格式:pdf
- 大小:713.89 KB
- 文档页数:4


一种单相逆变器的调制方法背景介绍单相逆变器是将直流电能转换为交流电能的一种电力电子装置。
它广泛应用于太阳能发电系统、UPS电源系统以及家用电器中。
而逆变器的调制方法是控制逆变器输出交流电波的关键。
本文将介绍一种常用的单相逆变器调制方法,并详细说明其工作原理和优势。
调制方法原理这种调制方法被称为脉宽调制(PWM),是通过控制逆变器输出电压的脉冲宽度来实现对交流电波形的控制。
具体而言,PWM调制方法基于三角波比较,将一个三角波的参考信号与一个可调宽度的直流电平进行比较,产生一串脉冲信号,从而控制逆变器的输出电压的有效值和频率。
调制方法步骤1. 生成三角波信号:使用单片机或者运算放大器等电子元件,产生一个稳定的三角波信号作为PWM的参考信号。
2. 生成可调宽度的直流电平:通过控制逆变器输入直流电流的大小,实现可调宽度的直流电平。
3. 脉冲信号生成:将三角波信号与可调宽度的直流电平进行比较,产生一串脉冲信号。
4. 脉冲信号滤波:为了去除高频噪声,使用低通滤波器对脉冲信号进行滤波处理。
5. 输出控制信号:将滤波后的信号送入逆变器控制电路,根据信号的不同,逆变器的输出电压和频率也会相应地变化。
优势和应用PWM调制方法在单相逆变器的控制中具有诸多优势:- 输出质量高:通过调节脉冲宽度,可以获得输出电压的不同合理值。
- 噪音少:PWM调制方法能够减小逆变器输出的谐波内容,减少输出电流的具有害成分。
- 效率高:通过合理调节脉冲宽度,可以使得逆变器的输出效率最大化。
- 可控性强:这种调制方法具有调节范围广、适应性强的特点,能够满足不同功率和频率需求的逆变器。
PWM调制方法广泛应用于家用电器、光伏发电系统、风力发电系统等领域。
其通过合理调节脉冲宽度,能够实现电能的高效转换和对输出电压的精确控制。
结论脉宽调制方法是一种常用的单相逆变器调制方法,通过调整脉冲宽度控制逆变器的输出电压和频率,具有高质量输出、低噪音、高效率、强可控性等优势。
河南科技学院新科学院2012届本科毕业设计(设计)三相变频电源设计学生姓名:王斌所在系别:机电系所学专业:电气工程及其自动化导师姓名:田泽正完成时间:2012年5月15日摘要本设计了一个交流—直流—交流变频电源系统。
该系统利用三相电压桥式逆变,并以FPGA 为控制核心, 采用SPWM变频控制技术, 实现了三相正弦波变频输出。
其输出线电压有效值为36 V, 最大输出电流有效值达3 A。
此外,系统还具有频率测量、电流和电压有效值测量及平均功率测量等功能。
变频技术在电源中的应用,极大地减小了电源装置的体积,提高了效率,产生了巨大的经济效益,所谓变频就是利用电力电子器件(如功率晶体管GTR、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)将5OHz的市电变换为用户所要求的交流电或其他电源。
它分为直接变频(又称交―交变频),即把市电直接变成比它频率低的交流电,大量用在大功率的交流调速中;间接变频(又称交—直—交变频),即先将市电整流成直流,再变换为要求频率的交流。
它又分为谐振变频和方波变频。
前者主要用于中频加热,方波变频又分为等幅、等宽和SPWM变频。
常用的方法有正弦波(调制波)与三角波(载波)比较的SPWM法、磁场跟踪式SPWM法和等面积SPWM法等。
逆变技术,是指整流技术的逆向变换方式。
关键词:逆变器,变频电源,脉宽调制,FPGAAbstractAn AC- DC- AC variable- frequency power supply system based on IM14400 is designed in this paper, which uses FPGA as control core. The frequency converting controlling technology of sinusoidal pulse width modulation (SPWM) is applied to get the output of three- phase variable- frequency sine wave. The RMS voltage is 36V and the maximum RMS current is up to 3A. The system also includes the following functions, Such as frequency meaurement RMS voltage and current measurement, and mean power measurement. Frequency of application of technology in the power supply, greatly reducing the power supply unit volume, improve efficiency, resulting in huge economic benefits, the so-called conversion is the use of power electronic devices (such as power transistors GTR, insulated gate bipolar transistor IGBT) 5OHz the city will be transformed into electricity requested by users or other AC power supply. It is divided into direct-conversion (also known as AC - AC converter), that is converted directly intoelectricity than its low frequency of the alternating current, a large number used in the high-power AC Drive Central; indirect conversion (also known as AC - Direct - AC Inverter ), which is first rectified into DC electricity, and then transformed into the frequency of communication required. It consists of resonant frequency and the square-wave inverter. The former is mainly used for medium frequency heating, square-wave frequency is divided into equal amplitude, width and the SPWM inverter. Commonly used methods are sine wave (modulated wave) and the triangular wave (carrier) to compare the SPWM method, the magnetic field Tracking SPWM law and the equal-area SPWM method. Inverter technology is the rectification of the reverse transformation method.Keywords:Inverter,Variable frequency power supply,PWM,IM14400,FPGA目录1 绪论 (1)1.1 课题的提出 (1)1.2 课题研究背景 (1)1.3 国内外相关研究情况 (3)1.4设计的对象 (4)2 系统总体设计方案 (4)2.1 三相正弦波变频电源设计要求 (4)2.2 三相正弦波变频电源系统设计方案比较 (4)2.3,系统总体设计方案 (6)3 系统主要功能的实现 (9)3.1 整流滤波电路的设计 (9)3.2 斩波和驱动电路 (9)3.3 逆变及驱动电路 (11)3.4 PWM 信号的产生方式 (13)3.5 SPWM 调制方式的选择 (14)3.6 测频电路 (15)3.7 AD637简介及应用电路 (15)3.8 过压保护与过流保护电路设计 (16)3.9 单片机电路设计 (18)4 理论分析与参数计算 (19)4.1 SPWM 逆变电源的谐波分析 (19)4.2 载波频率的选择 (20)5 系统软件设计 (21)5.1 程序开发语言 (21)5.2 VHDL硬件描述语言简介 (22)5.3 正弦波顶层设计程序 (22)6 结论 (24)致谢语 (24)参考文献 (25)附录:电路总图 (26)1 绪论1.1 课题的提出由于我国市电频率固定为50 Hz, 因而对于一些要求频率大于或小于50 Hz 的应用场合, 则必须设计一个能改变频率的变频电源系统。
一种新颖的单相正弦波变频电源一种新颖的单相正弦波变频电源苏发军张兵陈培巾贵州电子信息职业技术学院电子培训班第4组100041号摘要本文提出了一种不使用产生SPWM(正弦波脉宽调制)波形的专用芯片,而实现单相正弦波变频的电源设计方案,其输出为(20-100)Hz 的单相对称交流电。
该系统具有如下特色:(1)为了保证系统输入电压的调整率,在整流电路与逆变器之间设计了Buck 电路,保证了直流母线电压的稳定;(2)为了在改变输出频率时,保持单相正弦参考信号的幅度稳定,且设有自动增益控制;(3)为了在变频、改变输入电压、改变负载过程中,保证输出电压稳定,采用反馈控制。
经实验观察,输出正弦波质量高,失真度小于5%,输出电压稳定可靠。
关键词单相正弦波变频;自动增益控制;独立反馈。
目录1.系统设计 (1)1.1设计要求 (2)1.1.1设计任务 (3)1.2方案比较 (3)1.2.1总体思路 (4)1.2.2单元电路的设计 (5)2.元器件选择及参数的分析与计算 (6)2.1系统调试记录表如下: (6)2.2.2元器件清单表……………………………………………………………… (7)2.2.3参考文献: (8)3.结束语: (8)3.1附图: (9)1. 引言变频电源在各行各业的应用日益广泛,目前,工程实际中应用最多的是一种称之为SPWM(正弦波脉宽调制)法的变频电源。
SPWM 技术是一种调制信号正弦化的PWM 技术,与直流变换电路的PWM 技术相比,区别仅在于调制信号(控制信号),在DC/DC电路中,控制信号只有幅值和极性的变化,但是在DC/AC 电路中,控制信号变成幅值和频率均可变化的周期信号,如何利用硬件或硬、软件相结合的办法经济﹑实用的实现高性能的SPWM 控制策略,便成了人们现在需要解决的问题。
随着集成技术的发展,目前市场上已经有了专用的单片机和专用的大规模集成电路,例如HEF4752,SA4828,SLE4520 等等,而且还会有一些新的芯片不断面世,但其价格一般都比较昂贵,硬件投资大,本文介绍一种新颖的单相正弦波变频电源的设计方法,该方法不使用产生SPWM(正弦波脉宽调制)波形的专用芯片,并且能够满足:(1)频率在(20Hz~100Hz)范围内可调,且输出电压有效值为15V~36V的可调单相交流电。