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三相pwm整流器的设计_毕业设计(论文)

毕业设计(论文)题目PWM整流器的设计学院(系):自动化学院学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。

本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

本学位论文属于1、保密囗,在10年解密后适用本授权书2、不保密囗。

(请在以上相应方框内打“√”)作者签名:年月日导师签名:年月日武汉理工大学本科生毕业设计(论文)任务书学生姓名覃峰专业班级电气0702指导教师袁佑新教授胡红明讲师工作单位自动化学院设计(论文)题目: PWM整流器的设计设计(论文)主要内容:熟悉整流的原理,对整流技术进行综述、比较,并设计出整流器硬件电路和软件程序。

要求完成的主要任务:(1)外文资料翻译不少于20000印刷符;(2)查阅相关文献资料(中文15篇,英文3篇);(3)掌握整流的原理;(4)撰写开题报告;(5)熟悉整流技术国内外的研究现状、目的意义;(6)对整流技术进行综述、比较;(7)计出整流器硬件电路和软件程序。

;(8)绘制的电气图纸符合国标;(9)撰写的毕业设计(论文)不少于10000汉字。

必读参考书:[1] 王兆安,黄俊.电力电子技术.第4版.北京:机械工业大学出版社,2007[2] 杨荫福,段善旭,朝泽云.电力电子装置及系统.北京:清华大学出版社,2006[3] 张崇巍,张兴.PWM整流器及其控制.北京:机械工业大学出版社,2003指导教师签名系主任签名院长签名(章)武汉理工大学本科学生毕业设计(论文)开题报告序中主要有以下几个模块构成:直流电压检测模块、交流电压检测模块、电压外环调节器计算模块、电流指令计算模块、电网频率检测模块、电流检测模块、电流内环调节器计算模块,指针计算模块。

图1 主电路图图2 控制电路框图2.4 本文主要内容论文结合等离子体位移快控电源的设计,提出基于电压源型PWM整流器循环变流器拓扑的控制方案,为三相电压源型PWM整流器建立了开关仿真模型,并利武汉理工大学毕业设计(论文)目录摘要 (I)Abstract (II)绪论 (1)1 三相电压源型PWM整流器工作原理及数学模型 (1)1.1 PWM整流器工作原理 (1)1.1.1 PWM整流电路基本特性 (2)1.1.2 PWM整流电路工作原理 (2)1.2 PWM整流电路基本特性 (5)2 三相VSR控制策略及控制系统设计 (7)2.1 VSR的电流控制方法 (7)2.1.1 间接电流控制和直接电流控制的比较 (7)2.1.2 三相VSR在dq坐标系下的直接电流控制 (8)2.2 三相VSR控制系统的设计 (9)2.2.1 电流内环控制系统设计................... 错误!未定义书签。

2.2.2 电压外环控制系统设计 (11)2.3 三相VSR的仿真 (12)3 硬件设计 (17)3.1 主电路的设计 (17)3.1.1 主功率开关器件的选择 (17)3.1.2 交流侧电感的设计 (18)3.1.3 直流侧电容的设计 (19)3.2 基于DSP的控制电路硬件设计 (20)3.2.1 TMS320F2407芯片的介绍 (20)3.2.2 IGBT驱动电路............................ 错误!未定义书签。

3.2.3 信号检测电路........................... 错误!未定义书签。

4 软件设计 (25)4.1 主程序设计 (25)4.2 中断服务程序设计 (25)4.3 直流侧电压检测模块 (25)4.4 交流侧电压检测模块 (28)4.5 电流指令计算模块 (28)4.6 网测电流检测模块 (29)结束语......................................................................................... 错误!未定义书签。

致谢. (25)参考文献 (34)附录系统结构图 (35)摘要随着绿色能源技术的快速发展,PWM整流器技术己成为电力电子技术研究的热点和亮点。

PWM整流器可成为用电设备或电网与其它电气设备的理想接口,因为它可以实现网侧电流正弦化和功率因数可调整。

本文介绍一种基于TMS320F2407DSP芯片控制的三相电压型PWM整流器的控制系统,,完成了从系统结构、硬件、软件到控制策略等方面的设计。

本文首先分析了PWM整流器的基本原理,然后根据三相电压源型PWM整流器各相电压电流之间的关系和桥路的工作状态建立了它的数学模型,给出系统在三相ABC坐标系和两相dq坐标系中的数学模型,利用电流反馈解耦控制,以及系统的基本控制框图。

并设计了电压环和电流环数字化PI调节器,结合理论分析和实际对其参数进行了优化整定。

然后在Matlab的集成仿真环境Simulink下搭建了仿真模型,通过仿真,验证了理论的可行性。

根据以上控制思想,设计了以数字信号处理器(DSP)TMS320F240为核心的数字化的三相电压型PWM整流器的硬件和软件。

论文最后对全文所作的工作进行了总结,并指出了未来的研究方向。

关键词:三相电压型PWM整流器数学模型 DSP MatlabAbstractWith the fast developing technology of green energy,an ever-enhanced attention has been focused to the PWM rectifier in the field of power electronics.PWM rectifier might become an ideal electric appliance or a linkage between grid-line and other electric facilities,characterized of nearly sinusoidal current and adjustable power factor.This dissertation is devoted to the theory and application of Three-Phased Voltage-Sourced PWM Rectifier,which is controlled by the DSP chip TMS320F2407,and the design of the system structure, the hardware and the software is discussed.This paper analyses the basic principe of the PWM rectifier.Based on the relations between the vo1tages and currents in accordance with the states of the rectifier topology,the switching function model was first established.It presents mathematical model for the system both in ABC coordinate and d/q coordinate.And then it also analyses the decoupling control of voltage feed-forward and current feedback of system in d/q coordinate.Based of the theory mentioned above,control block diagram of system is deducted.Also designs the current loop and voltage loop digital PI regulators,adjusts the parameters based on theoretical analysis and practical test.The theory is feasible through simulation with software Matlab.Based a control scheme above,it introduces the design of hardware and software for fully digital Three-Phased Voltage-Sourced PWM Rectifier based on the DSP chip TMS320F2407.Eventually,the conclusion of the research work in this dissertation is made and the future research directions ale also given out.Keywords:Three-Phased Voltage-Sourced PWM Rectifier mathematical model DSP Matlab绪论随着电力电子技术的发展,电力电子变流技术也得以迅速发展,出现了以脉宽调制(PWM)控制为基础的各类变流装置,如变频器、逆变电源、高频开关电源以及各类特种变流器,这些变流装置在国民经济各领域中取得了广泛的应用。

但是,目前这些变流装置很大一部分需要整流环节,以获得直流电压,由于常规整流环节广泛采用了二极管不控整流电路或晶闸管相控整流电路,因而对电网注入了大量谐波及无功,造成了严重的电网“污染”。

治理这种电网“污染”最根本措施就是要求交流装置实现网侧电流正弦化,且运行于单位功率因数。

因此,作为电网主要“污染”源的整流器,首先受到了学术界的关注,并展开了大量的研究工作。

其主要思路是将PWM技术引入整流器的控制中,使整流器网侧电流正弦化,且可运行于单位功率因数。

经过多年的研究和发展,PWM整流器的主电路己从早期的半控型器件桥路发展到如今的全控型器件桥路;其拓扑结构已从单相、三相电路发展到多相组合及多电平拓扑电路;PWM开关控制由单纯的硬开关调制发展到软开关调制;控制策略从间接电流控制发展到了直接电流控制;而主电路类型上,既有电压型整流器,也有电流型整流器。

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