400HZ逆变电源的研究

大学毕业设计（论文）题目：400HZ逆变电源的研究学生姓名：学号：学部（系）：机电学部电气工程及自动化系专业年级：电气工程及自动化指导教师：职称或学位年5月20日目录摘要.................................................................................................................II关键字.............................................................................................................IIABSTRACT........................................................................................................IIIKEYWORDS......................................................................................................III前言..................................................................................................................11.绪论..............................................................................................................31.1数字化逆变电源的发展.................................31.2数字化逆变电源的控制.................................31.3本文主要研究内容.....................................32.直流变换器型高频环节逆变......................................................................52.1SPWM脉宽调制技术....................................52.2直流变换器型高频环节逆变.............................72.3本章小结............................................103.直流/交流变换器（逆变器）..................................................................113.1逆变器的类型和性能指标..............................113.2电压型单相方波逆变电路工作原理......................113.3电压型单相逆变器电压和波形控制......................113.4三相逆变电路工作原理................................123.5三相逆变器输出电压和波形的SPWM控制.................123.6三相逆变器电压空间矢量..............................124.系统综述....................................................................................................134.1技术指标............................................134.2系统主电路..........................................214.3驱动，测量，保护电路................................194.4本章小结............................................215.改进型重复控制........................................................................................225.1概述................................................225.2数字PID控制技术....................................225.3重复控制技术........................................235.4改进型重复控制......................................265.5改进型重复控制器参数设定............................27结束语............................................................................................................30参考文献........................................................................................................31华中科技大学文华学院毕业设计（论文）II致谢................................................................................................................32华中科技大学文华学院毕业设计（论文）III400HZ逆变电源的研究摘要400Hz逆变电源是航空专用电源，由于其应用的特殊场合，也就对其提出更高的要求，数字化、高效率、高性能是专用逆变电源的发展方向。本论文针对这些要求，提出一种新颖的逆变电路拓扑结构，并以DSP2407A为控制核心，采用改进型重复控制算法，进行了400Hz逆变电源的研制。本文对逆变主电路结构进行了分析，然后重点以Dsp2407A为核心的控制电路的设计及改进型重复控制算法的实现。逆变电路采用直流变换器型高频环节逆变技术，直流变换器型高频环节逆变器由直流变换器与极性反转逆变桥级联而成，具有电路结构简洁、前级工作在SPWM、后级工作在中频方波逆变、逆变桥功率开关电压应力低且实现ZVS、抗输入电压扰动能力等优点。控制系统DSPTMS320LF2407A为核心。目前市场上的产品大都采用模拟控制方式，其中存在控电路元件多、灵活性差、一致性差等很多问题。本论文针对这些问题，采用数字控制器，具有硬件电路简单，系统升级方便等特点，符合现代逆变电源的发展方向，具有广阔的应用前景。为了取得更好的控制效果，把改进型重复控制算法应用到本系统当中，改进型重复控制把重复控制与PID控制相结合，取得较好的动态和稳态特性。关键词：直流变换器;改进型重复控制；逆变华中科技大学文华学院毕业设计（论文）IVResearchon400HZinverterpowerAbstract400Hzinverterisaspecialpowerssupplyusedintheaeronauticalsystem．Moredemandsateproposedforitsspecialapplication．Digitalcontrol、highefficiency、highcapabilityaccordswiththedevelopmenttrendofthepowersupply．Forthisdemand，papergiveanalyzingandresearchingaboutanoveltopologyofcircuitandmodifiedrepetitivecontrolstratergybasedonDSP2407A．Thepaperwillgiveacomprehensiveintroductionaboutanovelcircuit，thenwefocusoncontrolcircuitdesignandmodifiedrepetitivecontrolstratergyrealization．High-frequencylinkinverterbelongingtothetypeofdirectcurrentconvertorisusedininvertercircuit，andItismadeupofdirectcurrentconvertorandpolarityreversalinverterbridge．Ithasmanyadvantages，suchasconcisionofcircuitstructure，theformergradeworkingatSPWMmode，thelatergradeworkingatmiddlefrequencyquadratewaveinverter，lowvoltagestressofinverterbridge’SpowerswitchandachievingZVS，highabilityofresistinginputvoltagedisturbingItisadigitalcontrolsystembasedonDSP—TMS320LF2407A．Thereatesomedisadvantagessuchastoomanycontrolelements、unflexible、badconsistency．Duetoallofthisdisadvantagesofanalogcontrolmodeusedincurrentproducts，theimplementationofdigitalcontrollerisdescribedinthispaper．Thesystemhasthecharacteristicofsimplecircuitandscantycostofupgrade，accordswiththedevelopmenttrendofmodernconvertor，itwillhavewideapplications．Inordertogetagoodcontrolstate，amodifiedrepetitivecontrolstratergyisproposedandrealizedinthissystem，anddynamicstateandsteadystatecharacteristicsareimproved．KEYWORDS：DirectCurrentConvertor;ModifiedRepetitiveControl；inverter华中科技大学文华学院毕业设计（论文）1前言电源系统是现代电子设备不可或缺的重要组成部分，运用先进功率电子器件及控制技术可以使逆变电源比传统电源设备具备更好的稳定性和可靠性。400HZ中频逆变电源广泛应用于飞机、雷达、通信等领域，其对逆变电源的稳定精度、可靠性等提出了高要求。逆变电源是将直流电能转变成交流电能的变流装置，是太阳能、风力发电中一个重要部件。随着微电子技术与电力电子技术的迅速发展，逆变技术也从通过直流电动机——交流发电机的旋转方式逆变技术，发展到二十世纪六、七十年代的晶闸管逆变技术，而二十一世纪的逆变技术多数采用了MOSFET、IGBT、GTO、IGCT、MCT等多种先进且易于控制的功率器件，控制电路也从模拟集成电路发展到单片机控制甚至采用数字信号处理器（DSP）控制。各种现代控制理论如自适应控制、自学习控制、模糊