2017年电赛微电网模拟系统

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1、微电网模拟系统-参考论文--by电子狂牛中文简要本文论述是一种采用STC15F2K60S2单片机为核心的SPWM逆变电源，单片机通过自然数查表法控制内部的3路硬件PWM模块生成SPWM脉冲信号，采用双极性调制方案驱动三相全桥逆变电路，输出经LC低通滤波器滤波，最后在负载上得到稳定的正弦波交流电。其正弦波输出频率由单片机内部程序控制调节。另外本系统外接按键，按键能设定开始与停止。关键词：SPWM，双极性调制，三相逆变，STC单片机DesignofaSingle-phaseInverterPowerSupplyAbstractThisarticle

2、discussesausePIC16F1937microcontrollercoreofSPWMinverter,twointernalmicrocontrollerhardwarePWMmodulegeneratesSPWMpulsesignalmodulationschemebipolardrivethree-phasefull-bridgeinvertercircuitcontrolledbyanaturalnumberlook-uptable,OutputbytheLClow-passfilter,andfinallygetastabl

3、esinewaveACtotheload.ItssinewaveoutputfrequencyisadjustedbyprogramcontrolMCU.InadditionthesystemexternalbuttonsandLCDscreen,powerbuttoncanbesettostartandstop,theLCDscreencandisplayreal-timeinputvoltageandoutputcurrent,outputsinewavefrequency,sothatthesecurityandstabilityofth

4、esystemhasbeengreatlyimproved.Keywords:SPWM,bipolarmodulation,phaseinverter,PICmicrocontroller目录前言51.1研究目的及要求51.2相关研究现状及前景51.3内容章节概述6系统分析72.1逆变器的基本概念与工作原理72.1.1正弦波逆变器的电路构成72.1.2常用的逆变器调压方法：72．2逆变器的基本类型72．3PWM控制技术83．1总体原理图113．2电路原理图123．2．1单片机的选择123．2．2滤波电路123．2．5场效应管的选择133．3小结

5、144程序设计154．1程序选择说明154．2SPWM查表155.1系统仿真185.2实物照片195．2单片机输出波形测试195．2．1测试仪器195.1示波器205．2．2测试方法205．2．3测试结果205．4测试结论216总结226.1结论总结22附录：23程序代码23前言1.1研究目的及要求掌握正弦波逆变器的电路的组成，重点明白其中中各元器件的原理及用处，对正弦波逆变电路在电阻负载、电阻电感负载是的工作情况及其波形作全面分析，并研究工作频率对电路工作波形的影响。采用SPWM控制方式对逆变桥进行调制，最后经电容、电感过滤实现正弦波逆变的目

6、的。1.2相关研究现状及前景逆变电源的发展与和电力电子器件的发展息息相关，可以说电力电子器件器件的发展引导着逆变电源的发展。上世纪60年代正是电力电子技术飞速发展的时期，逆变电源就是在这个时期产生的，直到现在，逆变电源已经经过了三代的发展。最初的逆变电源用的是晶闸管作为逆它的开关器件，称为可控硅逆变电源，但是因为早期晶闸管没有自关断的能力，即使增加了换流电路使其拥有了这种能力，但换流电路的复杂结构和极低的效率等原因却使逆变电源下一步的发展进退维谷。从上世纪70年代末开始，许多自关断器件相继被发明出来，例如可关断晶闸管、电力晶体管等，这也促进了逆

7、变电源的发展，于是使用自关断器件作为开关器件的逆变器产生了，这就是第二代逆变电源，使用了自关断器件的逆变器它逆变电源的性能获得了极大的提升，使用了自关断器件的逆变器与初代逆变器相比有了许多优点，首先因为有了自关断功能，所以不再需要换流电路，这样使主电路得到简化以至于降低了成本；其次由于逆变器使用了自关断器件，以至于其性能相比初代得到了极大的提升。这一代的逆变电源通常采用带输出电压有效值反馈的SPWM控制技术来控制。这一代的逆变器拥有简单的结构和容易实现的优点，但也并不意味这他没有缺点，由于它没有考虑信号传输过程中开关点的变化及负载的影响，所以还

8、是有不少的缺点的，首先它如果负载是非线性的就没有良好的适应能力，非线性的负载会使输出电压的波形发生畸变；其次因为没有瞬时值的反馈所以它的动态特性也不好