【硕士论文】数字化PWM逆变电源的研究与实现.pdf

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1、南京航空航天大学硕士学位论文数字化PWM逆变电源的研究与实现姓名：张俊申请学位级别：硕士专业：电力电子及电气传动指导教师：胡育文20000201摘要本论文详细分析和研究了一种新颖的P必逆奎皇婆的錾圭蕉型方法——圭堕鏖重复控制。该方法的应用使系统具有自适应能力，能自动地消除由于未知的负载周期性扰动而产生的输出交流周期畸变，这为解决逆变电源在整流性负载下输出波形—1／，7一畸变大的问题提供了一条良好的途径。r。本论文第二章对自适应重复控制方法作了详细的理论分析；第三章对该方法在逆变电源中的应用进行了大量的仿真研究；第四章对系统的硬件平台

2、设计作了详尽的阐述；第五章则是系统的软、硬件调试及实验结果分析。经仿真分析得到，在相同的整流性负载参数下应用自适应重复控制后，能使逆变器输出电压的THD值逐渐减小，从最初的6．4878％，经0．16秒的调节后降低为1．5880％。f而其它控制方法如状态反馈、规则采样等，只能得到输出电压的THD值’C-—，’一为4．8％左右。由此可以看出，J自适应重复控制方法在逆变器应用中的优越性，对其进行研究是非常有实用价值的。关键词：逆变电源Pw彤自适应，AbstractThisPaDerdetailedlydescribesanovelpuls

3、ewidthmodulated(PWM)inverterbasedondigitalcontrol—adaptiverepetitivecontr01．Theproposedcontrolschemecanadaptivelyeliminateperiodicdistortionsresultedbyunknownperiodicloaddisturbancesintheinverter，whichgivesapracticalapproachtosolvetheproblemthattheoutputwaveformofthein

4、verterwillgethighTt-IDwithrectifierload．Keywords：inverterPWMadaptive南京航空航天大学硕士学位论文第一章绪论§1．1序言电力电子是一门研究如何高效地实现对电能进行变换与控制的技术学科。为了实现电能变换的高效率，变流电路都以开关方式工作。实现电能变换的关键部件是电力开关器件，它的特性对变流电路的性能起着至关重要的作用。只有具备了高性能的开关器件，才能通过研究与之相适应的电路结构和开关控制方式，构造出性能优良的变流装置。从某种意义上说，电力开关器件的发展决定着电力电子技术

5、的发展。由于以开关方式工作的逆变桥只能输出方波电压电流，若要在负载上获得失真小的正弦输出，可采用多个逆变桥，将它们的输出方波移相，再用综合变压器将移相后的波形叠加，使输出波形接近正弦波。这种方法的优点是开关频率低，因而开关损耗小。但它的缺点也十分突出；第一，用的器件多；第二，调频调压不方便。随着半导体功率器件水平的提高，现在更多的是采用PWM(脉宽调制)方法的逆变器。它的基本思想是通过调节逆变桥输出方波脉冲的宽度，使输出方波脉冲序列中含有尽可能大的基波分量，而谐波分量应做到尽可能地小，尤其是低次谐波分量要尽可能地小，高次分量则易被滤

6、除。对方波脉冲序列滤波后即可获得正弦波输出。PWM方法虽然有开关频率高造成开关损耗大的缺点，但这一缺点由于功率开关器件性能的不断提高得以逐渐克服，而PWM方法能在一个功率级内同时实现调频、调压以及调节速度快等优点却促使人们对它进行广泛深入地研究，出现了PWM控制的各种方案。§1．2逆变器的PWM方法虽然具体实现PWM控制的方案多种多样，但基本思想都是调节脉冲宽度以获得所要求的输出波形。从PWM控制信号产生的方式来划分，PWM方法可分为有载波和无载波两种情况。从PWM控制信号是否受逆变器输出进行调节来划分，则又可分为有反馈和无反馈两种

7、情况。§1．2．1传统的PWM方法1．有载波的PWM方法用正弦参考波与三角形载波比较产生PWM脉冲是最传统的方法之一。根据输出脉冲的幅度是在o~±E之间还是在．E~+E之间跳跃，可分为单极性调制和双极性调制。图1．1所示的是单极性调制，图1，2则是双极性调制。用载波和参考波比较产生PWM脉冲的方法叫次谐波控制法，这类方法中参考波和载波有众多的波形。图1．1和图1．2中的参考波都是正弦波，图1．1的载波是单极性三角波，图1．2的载波是双极性三角波。有文献指出Ⅲ，单极性调制用单极性三角载波，双极性调制用双数字化PWM逆变电源的研究与实现

8、极性三角载波，则在相同载波比和调制比的情况下具有最小的谐波含量。一⋯山二町图1．1单极性三角载波单极性调制的SPWM波形蝴万介怂．＼^八，＼／＼。、yVVⅥ随渊．。：J图1．2双极性二角载波双极性调制的SPWM波形参考波除用正弦波外，