《斩控式交流调压器的研究与设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《斩控式交流调压器的研究与设计（76页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、硕士研究生学位论文 密级：公开 年级 姓名 申请学位级别 专业 指导教师 二零一二z F 7 月 一苓一一 、月 C l a s s i f i e dI n d e x ：T M 8 5 5 + 1 U D C ：6 2 1 3 S o u t h w e s t J i a o t o n gU n i v e r s i t y M a s t e r D e g r e eT h e s i s I 也S E A R C HA N DD E S I G NO FAV A R I A B L E V O L T A G EA CP O W E RS U P P L YW I T H C
2、H O P P I N GC O N T R O L G r a d e ：2 0 0 9 C a n d i d a t e ：Z e n gZ h i A c a d e m i cD e g r e eA p p l i e df o r ：M a s t e ro f E n g i n e e r i n g S p e c i a l i t y ：E l e c t r i cM a c h i n e s & E l e c t r i cA p p a r a t u s S u p e r v i s o r ：Z h a n gX i a o l o n g ，同意学校保
3、留并 阅和借阅。本人授 权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 保密口，在年解密后适用本授权书； 2 不保密使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“扩) 学位论文作者签名：嘧去、 日期：沙1 1 7 指导老师签名： ，、 乙丕怕仫 日期- 硼忆7 ，6 西南交通大学硕士学位论文主要工作( 贡献) 声明 本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下： 一、本论文首先分析了斩控式调压的工作原理，对斩控式调压输出的谐波含量进 行了数学分析。 二、完成了斩控式调压器的硬件设计，包括滤波电路的设计、反馈电
4、路设计、保 护电路设计、D S P 与单片机外围电路的设计，并完成了硬件设备的选型工作和参数设 定。 三、完成了斩控式调压器的软件设计。 四、论文最后利用M A T L A B 软件搭建了斩控式调压器的仿真模型，分别对控制电 路和主电路进行仿真实验，并对结果进行分析。 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。 本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。 学位论文作者签名、着基 日期：加lz 7 的一
5、项。根据国家标准，在交流耐压试验当中，实验仪器输出电压波形应接近正弦波， 峰值与有效值之比应近似等于2 ，且其偏差不能超过5 ：试验电压一般应从低压 开始，能够均匀且较快地升压。试验的输出电压能否满足这一标准，关键在于调压器 能否稳定的调节输出电压。目前国内主要采用的是非电力电子类的调压方式，其体积 大，不易滤波的特点对于耐压试验的准确度有着不小的影响。而交流斩波调压作为一 种新型高性能的调压方式，具有电路拓扑简单、输出谐波易滤除、功率因数高、动态 性能好等优点，已经成为未来调压电源的发展方向。 本文首先对斩控式调压电路的工作原理以及几种拓扑结构优缺点进行研究，选取 主电路拓扑结构。对电路中的
6、谐波含量进行数学分析，设计相应的滤波器。 然后对主电路的控制策略进行分析，选取带电压电流检测的非互补控制为主电路 的控制策略。深入研究P W M 斩波控制技术，并对数字P I D 调节方法在电压反馈调节 中的应用进行研究。提出了主电路硬件电路整体设计方案，设计了以D S P 为控制核心 的斩控式交流调压电路，并采用流程图的形式对系统软件设计进行介绍。 最后，本文采用M A T L A B 软件搭建了斩波调压电路的主电路和控制电路的仿真模 型，对本文设计的主电路、滤波器以及主电路的控制方法进行验证。仿真试验结果表 明，斩控式交流调压器能够满足交流耐压试验对试验电压的各种要求，达到了预期的 设计目
7、标。 关键词：斩控式交流调压；非互补控制；P W M ：D S P t h ep o w e rs y s t e m ，t h ee l e c t r i c i t ys e c t o rn e e ds o m ep r e v e n t i v et e x t sf o rt h ee l e c t r i c a l e q u i p m e n t s T h eA Cv o l t a g ew i t h s t a n dt e s ti so n eo ft h em o s ti m p o r t a n tt e s t s A c c o r d i n
8、 gt o n a t i o n a ls t a n d a r d s ，t h ef r e q u e n c yo fA Cv o l t a g ew i t h s t a n dt e s ti sb e t w e e n4 5 H za n d6 5 H z T h eo u t p u tw a v e f o r mm u s tb ea p p r o a c hs i n ew a v e t h ed e v i a t i o nm u s tm a i n t a i nb e t w e e n - 5 a n d5 T h ep o w e rf r e
9、 q u e n c yv o l t a g ew i t h s t a n dt e s tg e n e r a l l ys t a r tf r o mt h el o wv o l t a g ea n d C a nb eu n i f o r mf a s tr i s e I ft h er e g u l a t o rC a na d j u s tt h eo u t p u tv o l t a g es t a b l e ，t h e nt h eo u t p u t v o l t a g eo ft h et e s tC a nm e e tt h i
10、ss t a n d a r d T h en o n - p o w e re l e c t r o n i cr e g u l a t o ri sm a i n l y m e a s u r en o w , b u ti tn o ta c c u r a t ee n o u g hb e c a u s ei t S b u l k ya n dd i f f i c u l t t of i l t e r c h a r a c t e r i s t i c s C h o p p i n gA Cv o l t a g er e g u l a t o ra san
11、e wh i g h p e r f o r m a n c er e g u l a t o rh a st h e a d v a n t a g eo fs i m p l ec i r c u i tt o p o l o g y ，t h eo u t p u th a r m o n i cf i l t e ri se a s y , h i g hp o w e rf a c t o r , a n dg o o dd y n a m i cp e r f o r m a n c e ，i th a sb e c o m et h ef u t u r ed i r e c t
12、 i o no fd e v e l o p m e n to ft h e v o l t a g er e g u l a t o r T h ef i r s t ，a n a l y s i st h ep r i n c i p l eo ft h ep h a s ev o l t a g er e g u l a t o rw i t hc h o p c o n t r o la n d c o m p a r i s o ns e v e r a lc o m m o nt o p o l o g yC h o p p i n gr e g u l a t o r ，a n
13、dd e t e r m i n et h et o p o l o g i e so f t h em a i nc i r c u i ti nt h ep a p e r A n a l y s i st h eh a r m o n i cc o n t e n to ft h ec i r c u i tb ym a t h e m a t i c a l ， t h e nd e s i g nt h ea p p r o p r i a t ef i l t e r S e c o n d l y ，a n a l y s i st h ec o n t r o ls t r a
14、 t e g yo ft h em a i nc i r c u i t ，a n dd e t e r m i n e dt h ec o n t r o l m o d ei nt h ep a p e ri st h ec o n t r o lm o d eo fc h o p c o n t r o l l e dA Cv o l t a g er e g u l a t o rw h i c ha d o p t s t h en o n - c o m p l e m e n t a r yc o n t r o lm o d ew i t hc u r r e n tv o l
15、 t a g ea n dc u r r e n t t h ep a p e rd e e p l y a n a l y s i st h ec o n t r o lm e t h o da n do u t p u tc h a r a c t e ro fP W Mi n v e r t e r T h ea p p l i c a t i o no fD i g i t a l P I Da l o g o r i t h mi nf e e d b a c kc o n t r o li sp r e s e n t e d T h ep a p e rp r o p o s e
16、 st h ew h o l es c h e m eo f t h em a i nc i r c u i t ，t h e ns e l e c tD S Pa st h ec o n t r o lc o r eo ft h eA Cv o l t a g er e g u l a t o ra n dt h e s y s t e ms o f t w a r ed e s i g na r ei n t r o d u c e db ys o f t w a r ef l o wd i a g r a m L a s t l y , t h r o u g ht h eM A T L A Bs o f t w a r et h ep a p e rb u i l dt h em a i nc i r c u i to ft h ec h o p p e r c i r c u i ta n dt h ec o n t r o lc i r c u i tt
