逆變器 開題報(bào)告

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1、天津理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告屆：學(xué)院：專業(yè)：年月日畢業(yè)設(shè)計(jì)題目單相逆變器設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師職稱（報(bào)告內(nèi)容包括課題的意義、國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r、本課題的研究內(nèi)容、研究方法、研究手段、研究步驟以及參考文獻(xiàn)資料等。）一、本課題的研究意義：現(xiàn)如今各種化石能源逐年減少，人類必須找尋新的替代能源。太陽能作為一種可再生清潔能源得到了人們的青睞。太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電已經(jīng)成為新能源開發(fā)利用的領(lǐng)域的一個(gè)重要方向。而光伏并網(wǎng)的主要技術(shù)在于逆變器的設(shè)計(jì)。本課題圍繞DC-AC變換和對(duì)其調(diào)頻調(diào)幅的設(shè)計(jì)，適用不同的并網(wǎng)發(fā)電。傳統(tǒng)的DC-AC變換采用的是分立元件進(jìn)行模擬控制，只要求輸出

2、50HZ的正弦波，這樣的設(shè)計(jì)可靠性比較低，功能比較簡單，處理能力比較差，一般不采用，本課題結(jié)合電力電子在逆變中的設(shè)計(jì)應(yīng)用，采用集成度高的控制單元，驅(qū)動(dòng)單元以及主電路和LC濾波電路于一體的設(shè)計(jì)，此電路具有較好的調(diào)頻，調(diào)幅功能，能很好的滿足工業(yè)的要求，此外該電路利用單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行采集，實(shí)時(shí)監(jiān)控，具有較高的可靠性。二、本課題國內(nèi)、外發(fā)展?fàn)顩r：逆變電源出現(xiàn)于電力電子技術(shù)飛速發(fā)展的20世紀(jì)60年代，逆變電源的發(fā)展是和電力電子器件的發(fā)展聯(lián)系在一起的，器件的發(fā)展帶動(dòng)著逆變電源的發(fā)展。最初的逆變電源采用晶閘管(SCR)作為逆變器的開關(guān)器件，稱為可控硅逆變電源。由于SCR是

3、一種沒有自關(guān)斷能力的器件，因此必須通過增加換流電路來強(qiáng)迫關(guān)斷SCR，SCR的換流電路限制了逆變電源的進(jìn)一步發(fā)展。隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)和變流技術(shù)的發(fā)展，自關(guān)斷的電力電子器件脫穎而出，相繼出現(xiàn)了電力晶體管(GTR)、可關(guān)斷晶閘管(GTO)、功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)等等。自關(guān)斷器件在逆變器中的應(yīng)用大大提高了逆變電源的性能。從而逆變橋輸出電壓中低次諧波的頻率比較高，使輸出濾波器的尺寸得以減小，而且對(duì)非線性負(fù)載的適應(yīng)性得以提高。最初，對(duì)于采用全控型器件的逆變電源在控制上普遍采用帶輸出電壓有效值或平均值反饋的PWM控制技術(shù)，其輸出

4、電壓的穩(wěn)定是通過輸出電壓有效值或平均值反饋控制的方法實(shí)現(xiàn)的。隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展和各行各業(yè)對(duì)逆變器控制性能要求的提高，逆變電源也得到了深入的發(fā)展，目前，逆變電源的發(fā)展趨勢(shì)主要集中在高頻化、高性能化、并聯(lián)及模塊化、小型化、高輸入功率因數(shù)化、數(shù)字化、智能化。目前市面上的逆變器主要是SANTAKUPSNB系列和三科系列，主要利用12V、24V等逆變，并通過變壓器控制相應(yīng)的交流電源。三、本課題的研究內(nèi)容、方法、手段和步驟：課題主要設(shè)計(jì)單相逆變電路，其主要內(nèi)容包括：1.了解單相逆變電源在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用情況，熟悉電壓型逆變器的特點(diǎn)及工作原理和控制方式。采用逆變技

5、術(shù)的目的是為了獲取不同穩(wěn)定或變化形式的交流正弦波。在目前的逆變技術(shù)中主要用于不間斷電源系統(tǒng)，交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速，太陽能、風(fēng)力發(fā)電，車載逆變電源，電子鎮(zhèn)流器等。對(duì)于電壓型逆變器：①直流側(cè)為電壓源，或并聯(lián)大電容器，相當(dāng)于電壓源。直流側(cè)電壓基本無脈動(dòng)，直流回路呈現(xiàn)低阻抗；②由于直流電壓源的鉗位作用，交流側(cè)輸出電壓波形為矩形波，并且與負(fù)載阻抗無關(guān)；③當(dāng)交流側(cè)為阻感性負(fù)載時(shí)需要提供無功功率，直流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用。對(duì)于本課題采用的是單相全橋逆變電路，把橋臂1和4作為一對(duì)，橋臂2和3作為另一對(duì)，成對(duì)的兩個(gè)橋臂同時(shí)導(dǎo)通，兩對(duì)交替各導(dǎo)通180°，對(duì)于控制采用的是S

6、PWM控制。2.設(shè)計(jì)逆變電源的主電路、驅(qū)動(dòng)電路和控制電路，給出各部分電路的詳細(xì)設(shè)計(jì)過程。本設(shè)計(jì)主電路采用四個(gè)IRFP460組成的單相全橋逆變電路，驅(qū)動(dòng)電路采用的是具有獨(dú)立的低端和高端輸入通道，懸浮電源采用自舉電路的并帶有自帶隔離的IR2110，控制電路采用ILC8038產(chǎn)生正弦波和三角波通過LM339比較形成的SPWM。3.設(shè)計(jì)單片機(jī)監(jiān)測(cè)電路，監(jiān)測(cè)電源運(yùn)行參數(shù)，并給出利用單片機(jī)設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)電路的電路原理圖、程序流程和程序源代碼。硬件設(shè)計(jì)包括自帶A/D轉(zhuǎn)換STC單片機(jī)最小系統(tǒng)及外圍電路，采集電路電壓、電流互感器以及電源電路設(shè)計(jì)和顯示電路的設(shè)計(jì)。4.正弦波逆變電源

7、輸出波形無畸變，且能實(shí)現(xiàn)調(diào)頻和調(diào)幅功能。利用LC濾波裝置把高頻濾掉，留下適合的低頻頻率。通過調(diào)節(jié)SPWM中調(diào)制波的幅值和載波的頻率來調(diào)節(jié)輸出信號(hào)的幅值和頻率。5.提供實(shí)物裝置和完整的電子版論文，并完成實(shí)驗(yàn)，給出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。本課題主要采用實(shí)驗(yàn)的研究方法。為了實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，擬采取以下措施：1.閱讀相關(guān)文獻(xiàn)和書籍，了解國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，熟悉逆變電路相關(guān)概念以及逆變組成和功能。.2.了解各項(xiàng)基本原理后畫出系統(tǒng)框圖，進(jìn)行方案論證，完成整體方案設(shè)計(jì)，搭建好實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。3.熟悉偉福，keil開發(fā)環(huán)境，熟悉在proteus軟件中利用元件建立仿真模型，進(jìn)行仿真

8、并得到詳細(xì)的仿真結(jié)果。.4.整理資料，撰寫畢業(yè)論文，論文要求符合學(xué)