逆变器 开题报告.doc

本文档系作者精心整理编辑，实用价值高。天津理工大学本科毕业设计开题报告届： 学院： 专业： 年月日 毕业设计题目单相逆变器设计学生姓名学号指导教师职称（报告内容包括课题的意义、国内外发展状况、本课题的研究内容、研究方法、研究手段、研究步骤以及参考文献资料等。） 一、 本课题的研究意义： 现如今各种化石能源逐年减少，人类必须找寻新的替代能源。太阳能作为一种可再生清洁能源得到了人们的青睐。太阳能光伏并网发电已经成为新能源开发利用的领域的一个重要方向。而光伏并网的主要技术在于逆变器的设计。本课题围绕DC-AC变换和对其调频调幅的设计，适用不同的并网发电。传统的DC-AC 变换采用的是分立元件进行模拟控制，只要求输出50HZ的正弦波，这样的设计可靠性比较低，功能比较简单，处理能力比较差，一般不采用，本课题结合电力电子在逆变中的设计应用，采用集成度高的控制单元，驱动单元以及主电路和LC滤波电路于一体的设计，此电路具有较好的调频，调幅功能，能很好的满足工业的要求，此外该电路利用单片机对其进行采集，实时监控，具有较高的可靠性。二、本课题国内、外发展状况：逆变电源出现于电力电子技术飞速发展的20世纪60年代，逆变电源的发展是和电力电子器件的发展联系在一起的，器件的发展带动着逆变电源的发展。最初的逆变电源采用晶闸管(SCR)作为逆变器的开关器件，称为可控硅逆变电源。由于SCR是一种没有自关断能力的器件，因此必须通过增加换流电路来强迫关断SCR，SCR的换流电路限制了逆变电源的进一步发展。随着半导体制造技术和变流技术的发展，自关断的电力电子器件脱颖而出，相继出现了电力晶体管(GTR)、可关断晶闸管(GTO)、功率场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等等。自关断器件在逆变器中的应用大大提高了逆变电源的性能。从而逆变桥输出电压中低次谐波的频率比较高，使输出滤波器的尺寸得以减小，而且对非线性负载的适应性得以提高。最初，对于采用全控型器件的逆变电源在控制上普遍采用带输出电压有效值或平均值反馈的PWM控制技术，其输出电压的稳定是通过输出电压有效值或平均值反馈控制的方法实现的。随着电力电子技术的飞速发展和各行各业对逆变器控制性能要求的提高，逆变电源也得到了深入的发展，目前，逆变电源的发展趋势主要集中在高频化、高性能化、并联及模块化、小型化、高输入功率因数化、数字化、智能化。目前市面上的逆变器主要是SANTAKUPS NB系列和三科系列，主要利用12V、24V等逆变，并通过变压器控制相应的交流电源。三、本课题的研究内容、方法、手段和步骤：课题主要设计单相逆变电路，其主要内容包括： 1.了解单相逆变电源在工业领域的应用情况，熟悉电压型逆变器的特点及工作原理和控制方式。采用逆变技术的目的是为了获取不同稳定或变化形式的交流正弦波。在目前的逆变技术中主要用于不间断电源系统，交流电动机变频调速，太阳能、风力发电，车载逆变电源，电子镇流器等。对于电压型逆变器：直流侧为电压源，或并联大电容器，相当于电压源。直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗；由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗无关；当交流侧为阻感性负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。对于本课题采用的是单相全桥逆变电路，把桥臂1和4作为一对，桥臂2和3作为另一对，成对的两个桥臂同时导通，两对交替各导通180，对于控制采用的是SPWM控制。2.设计逆变电源的主电路、驱动电路和控制电路，给出各部分电路的详细设计过程。本设计主电路采用四个IRFP460组成的单相全桥逆变电路，驱动电路采用的是具有独立的低端和高端输入通道，悬浮电源采用自举电路的并带有自带隔离的IR2110，控制电路采用ILC8038产生正弦波和三角波通过LM339比较形成的SPWM。3.设计单片机监测电路，监测电源运行参数，并给出利用单片机设计监测电路的电路原理图、程序流程和程序源代码。硬件设计包括自带A/D转换STC单片机最小系统及外围电路，采集电路电压、电流互感器以及电源电路设计和显示电路的设计。4.正弦波逆变电源输出波形无畸变，且能实现调频和调幅功能。利用LC滤波装置把高频滤掉，留下适合的低频频率。通过调节SPWM中调制波的幅值和载波的频率来调节输出信号的幅值和频率。5.提供实物装置和完整的电子版论文，并完成实验，给出实验结果。本课题主要采用实验的研究方法。为了实现设计目标，完成毕业设计任务，拟采取以下措施：1.阅读相关文献和书籍，了解国内外的发展现状，熟悉逆变电路相关概念以及逆变组成和功能。.2.了解各项基本原理后画出系统框图，进行方案论证，完成整体方案设计，搭建好实验平台。3.熟悉伟福，keil开发环境，熟悉在proteus软件中利用元件建立仿真模型，进行仿真并得到详细的仿真结果。.4.整理资料，撰写毕业论文，论文要求符合学院毕业设计要求。四、参考文献：1王兆安.电力电子技术M.机械工业出版社，2009 。2刘湘涛.单片机原理及其应用M.电子工业出版社，2005。3祝常红.数据采集与处理技术M.电子工业出版社，2008。 4杨凤彪.RC缓冲电路的优化设计J.电气开关，2008。5周志敏.逆变电源实用技术-设计与应用 M.北京电力出版社,2005。6谢力华,苏彦民.正弦波逆变电源的数字控制技术 J.电力电子技术，2001。 7戴佳.51单片机C语言应用程序设计实例精讲M.电子工业出版社,2006。8刘宗田等译.C+编程思想(第2版)M.机械工业出版社,2002。9冯玉生.电力电子变流装置典型应用实例M. 机械工业出版社，2008。 指导教师