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【風(fēng)采匯】+2017年電賽電源組微電網(wǎng)模擬系統(tǒng)&三相逆變資料資料大全(包括電路程序和并聯(lián)運(yùn)行)

三相逆變并聯(lián)供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)資料

這是2017年國賽的題目,獲得過省一雖然不是很好的成績但是電路的功能是很完善的,這次我和大家分享的是微電網(wǎng)模擬系統(tǒng),這次資料全部開源,對(duì),是全部開源。我會(huì)陸續(xù)更新把電路PCB、主要原理以及程序等全部開源。

還有需要PCB的小伙伴 可以在下面回復(fù)郵箱 我看到就會(huì)發(fā)送的

先上主要的系統(tǒng)圖片

QQ圖片20190919234847

主電路如下圖所示包括主電路和控制電路

QQ圖片20191009235646

采樣電路包括精密整流電路和負(fù)電源點(diǎn)路

QQ圖片20191010000032

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QQ圖片20191016105201

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薄浩楠
LV.5
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2019-09-26 23:37

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薄浩楠
LV.5
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2019-09-26 23:38
@薄浩楠
[圖片][圖片]

主要參數(shù)計(jì)算

線電壓:三相電的AB,BC,AC任意之間的電壓。三相電功率公式:P=√3*U*I*cosφ式中:P代表功率,U代表線電壓,I代表電流,cosφ代表功率因素。√3=1.732功率因素cosφ對(duì)于阻性負(fù)載,取值1功率因素cosφ對(duì)于感性負(fù)載,比如電機(jī),取值0.8線電壓:24V,I=2A 需要的供電電壓為:√3*24=41.568V輸出:P=√3*24V*I*2A*1=83.1W逆變器 1 的效率 ? 不低于 87%。意味著驅(qū)動(dòng)電路損耗的能量要<83.1/87%-83.1=12.4W。

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薄浩楠
LV.5
4
2019-09-26 23:42
@薄浩楠
[圖片]主要參數(shù)計(jì)算線電壓:三相電的AB,BC,AC任意之間的電壓。三相電功率公式:P=√3*U*I*cosφ式中:P代表功率,U代表線電壓,I代表電流,cosφ代表功率因素?!?=1.732功率因素cosφ對(duì)于阻性負(fù)載,取值1功率因素cosφ對(duì)于感性負(fù)載,比如電機(jī),取值0.8線電壓:24V,I=2A 需要的供電電壓為:√3*24=41.568V輸出:P=√3*24V*I*2A*1=83.1W逆變器1的效率?不低于87%。意味著驅(qū)動(dòng)電路損耗的能量要

本次采用STC15F2K60S2單片機(jī)為核心的SPWM逆變電源,單片機(jī)通過自然數(shù)查表法控制內(nèi)部的3路硬件PWM模塊生成SPWM脈沖信號(hào),采用雙極性調(diào)制方案驅(qū)動(dòng)三相全橋逆變電路,輸出經(jīng)LC低通濾波器濾波,最后在負(fù)載上得到穩(wěn)定的正弦波交流電。其正弦波輸出頻率由單片機(jī)內(nèi)部程序控制調(diào)節(jié)。另外本系統(tǒng)外接按鍵,按鍵能設(shè)定開始與停止。

 逆變電源的發(fā)展與和電力電子器件的發(fā)展息息相關(guān),可以說電力電子器件器件的發(fā)展引導(dǎo)著逆變電源的發(fā)展。上世紀(jì)60年代正是電力電子技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)期,逆變電源就是在這個(gè)時(shí)期產(chǎn)生的,直到現(xiàn)在,逆變電源已經(jīng)經(jīng)過了三代的發(fā)展。

最初的逆變電源用的是晶閘管作為逆它的開關(guān)器件,稱為可控硅逆變電源,但是因?yàn)樵缙诰чl管沒有自關(guān)斷的能力,即使增加了換流電路使其擁有了這種能力,但換流電路的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和極低的效率等原因卻使逆變電源下一步的發(fā)展進(jìn)退維谷。

從上世紀(jì)70年代末開始,許多自關(guān)斷器件相繼被發(fā)明出來,例如可關(guān)斷晶閘管、電力晶體管等,這也促進(jìn)了逆變電源的發(fā)展,于是使用自關(guān)斷器件作為開關(guān)器件的逆變器產(chǎn)生了,這就是第二代逆變電源,使用了自關(guān)斷器件的逆變器它逆變電源的性能獲得了極大的提升,使用了自關(guān)斷器件的逆變器與初代逆變器相比有了許多優(yōu)點(diǎn),首先因?yàn)橛辛俗躁P(guān)斷功能,所以不再需要換流電路,這樣使主電路得到簡化以至于降低了成本;其次由于逆變器使用了自關(guān)斷器件,以至于其性能相比初代得到了極大的提升。這一代的逆變電源通常采用帶輸出電壓有效值反饋的SPWM控制技術(shù)來控制。這一代的逆變器擁有簡單的結(jié)構(gòu)和容易實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn),但也并不意味這他沒有缺點(diǎn),由于它沒有考慮信號(hào)傳輸過程中開關(guān)點(diǎn)的變化及負(fù)載的影響,所以還是有不少的缺點(diǎn)的,首先它如果負(fù)載是非線性的就沒有良好的適應(yīng)能力,非線性的負(fù)載會(huì)使輸出電壓的波形發(fā)生畸變;其次因?yàn)闆]有瞬時(shí)值的反饋所以它的動(dòng)態(tài)特性也不好;最后因?yàn)橛锌刂撇坏降臅r(shí)間域,同樣會(huì)使輸出的電壓波形發(fā)生畸變。這些缺點(diǎn)使得第二代逆變電源依然不夠完善。

    隨著近十年來新型電源控制技術(shù)的蓬勃發(fā)展,針對(duì)第二點(diǎn)逆變電源的缺點(diǎn)發(fā)明了實(shí)時(shí)反饋控制技術(shù)這也使得第三代逆變電源應(yīng)運(yùn)而生,三代逆變電源使用了這種技術(shù)又一次使逆變電源的性能提高了,同時(shí)還彌補(bǔ)了第二代的缺點(diǎn),這種技術(shù)到目前為止還在不斷地被完善,實(shí)時(shí)反饋控制技術(shù)擁有許多種,基于對(duì)動(dòng)態(tài)性能和適應(yīng)性等方面的考慮目前被廣泛采用的技術(shù)是帶電流內(nèi)環(huán)的電壓瞬時(shí)值反饋控制。  

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薄浩楠
LV.5
5
2019-09-26 23:45
@薄浩楠
本次采用STC15F2K60S2單片機(jī)為核心的SPWM逆變電源,單片機(jī)通過自然數(shù)查表法控制內(nèi)部的3路硬件PWM模塊生成SPWM脈沖信號(hào),采用雙極性調(diào)制方案驅(qū)動(dòng)三相全橋逆變電路,輸出經(jīng)LC低通濾波器濾波,最后在負(fù)載上得到穩(wěn)定的正弦波交流電。其正弦波輸出頻率由單片機(jī)內(nèi)部程序控制調(diào)節(jié)。另外本系統(tǒng)外接按鍵,按鍵能設(shè)定開始與停止。 逆變電源的發(fā)展與和電力電子器件的發(fā)展息息相關(guān),可以說電力電子器件器件的發(fā)展引導(dǎo)著逆變電源的發(fā)展。上世紀(jì)60年代正是電力電子技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)期,逆變電源就是在這個(gè)時(shí)期產(chǎn)生的,直到現(xiàn)在,逆變電源已經(jīng)經(jīng)過了三代的發(fā)展。最初的逆變電源用的是晶閘管作為逆它的開關(guān)器件,稱為可控硅逆變電源,但是因?yàn)樵缙诰чl管沒有自關(guān)斷的能力,即使增加了換流電路使其擁有了這種能力,但換流電路的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和極低的效率等原因卻使逆變電源下一步的發(fā)展進(jìn)退維谷。從上世紀(jì)70年代末開始,許多自關(guān)斷器件相繼被發(fā)明出來,例如可關(guān)斷晶閘管、電力晶體管等,這也促進(jìn)了逆變電源的發(fā)展,于是使用自關(guān)斷器件作為開關(guān)器件的逆變器產(chǎn)生了,這就是第二代逆變電源,使用了自關(guān)斷器件的逆變器它逆變電源的性能獲得了極大的提升,使用了自關(guān)斷器件的逆變器與初代逆變器相比有了許多優(yōu)點(diǎn),首先因?yàn)橛辛俗躁P(guān)斷功能,所以不再需要換流電路,這樣使主電路得到簡化以至于降低了成本;其次由于逆變器使用了自關(guān)斷器件,以至于其性能相比初代得到了極大的提升。這一代的逆變電源通常采用帶輸出電壓有效值反饋的SPWM控制技術(shù)來控制。這一代的逆變器擁有簡單的結(jié)構(gòu)和容易實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn),但也并不意味這他沒有缺點(diǎn),由于它沒有考慮信號(hào)傳輸過程中開關(guān)點(diǎn)的變化及負(fù)載的影響,所以還是有不少的缺點(diǎn)的,首先它如果負(fù)載是非線性的就沒有良好的適應(yīng)能力,非線性的負(fù)載會(huì)使輸出電壓的波形發(fā)生畸變;其次因?yàn)闆]有瞬時(shí)值的反饋所以它的動(dòng)態(tài)特性也不好;最后因?yàn)橛锌刂撇坏降臅r(shí)間域,同樣會(huì)使輸出的電壓波形發(fā)生畸變。這些缺點(diǎn)使得第二代逆變電源依然不夠完善。    隨著近十年來新型電源控制技術(shù)的蓬勃發(fā)展,針對(duì)第二點(diǎn)逆變電源的缺點(diǎn)發(fā)明了實(shí)時(shí)反饋控制技術(shù)這也使得第三代逆變電源應(yīng)運(yùn)而生,三代逆變電源使用了這種技術(shù)又一次使逆變電源的性能提高了,同時(shí)還彌補(bǔ)了第二代的缺點(diǎn),這種技術(shù)到目前為止還在不斷地被完善,實(shí)時(shí)反饋控制技術(shù)擁有許多種,基于對(duì)動(dòng)態(tài)性能和適應(yīng)性等方面的考慮目前被廣泛采用的技術(shù)是帶電流內(nèi)環(huán)的電壓瞬時(shí)值反饋控制。  [圖片]

正弦逆變電源作為一種可將直流電能有效地轉(zhuǎn)換為交流電能的電能變換裝置被廣泛地應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)生活中,其中有:針對(duì)計(jì)算機(jī)等重要負(fù)載進(jìn)行斷電保護(hù)的交流不間斷電源UPS(Uninterruptle Power Supply)針對(duì)交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制的變頻調(diào)速器;針對(duì)智能樓宇消防與安防的應(yīng)急電源EPS( Emergence Power Supply)針對(duì)船舶工業(yè)用電的岸電電源SPS(Shore Power Supply)還有針對(duì)風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電等而開發(fā)的特種逆變電源等等。隨著控制理論的發(fā)展與電力電子器件的不斷革新,特別是以絕緣柵極雙極型晶體管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)為代表的自關(guān)斷可控型功率半導(dǎo)體器件出現(xiàn),大大簡化了正弦逆變電源的換相問題,為各種PWM型逆變控制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)提供了新的實(shí)現(xiàn)方法,從而進(jìn)一步簡化了正弦逆變系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與控制.

正因?yàn)槟孀冸娫醇夹g(shù)的核心部分是逆變器和其控制部分,所以選擇逆變器的設(shè)計(jì)作為研究課題可以慢慢跨入逆變電源的行業(yè)中去深入發(fā)展。眾所周知,雖然自關(guān)斷器件的產(chǎn)生簡化了逆變主電路,但它的開關(guān)頻率和功率仍受一定的限制, 于是逆變電源輸出波形正弦度仍不是很理想。雖然在控制方法上已經(jīng)趨于成熟,但有些控制方法實(shí)現(xiàn)起來仍很困難。隨著開關(guān)頻率的提高,會(huì)引起開關(guān)損耗的增加,逆變效率和直流利用率的降低,因此,對(duì)逆變電源技術(shù)進(jìn)行深入地研究有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

逆變電源的發(fā)展與和電力電子器件的發(fā)展息息相關(guān),可以說電力電子器件器件的發(fā)展引導(dǎo)著逆變電源的發(fā)展。上世紀(jì)60年代正是電力電子技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)期,逆變電源就是在這個(gè)時(shí)期產(chǎn)生的,直到現(xiàn)在,逆變電源已經(jīng)經(jīng)過了三代的發(fā)展。

 

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薄浩楠
LV.5
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2019-09-26 23:47
@薄浩楠
正弦逆變電源作為一種可將直流電能有效地轉(zhuǎn)換為交流電能的電能變換裝置被廣泛地應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)生活中,其中有:針對(duì)計(jì)算機(jī)等重要負(fù)載進(jìn)行斷電保護(hù)的交流不間斷電源UPS(Uninterruptle Power Supply)針對(duì)交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制的變頻調(diào)速器;針對(duì)智能樓宇消防與安防的應(yīng)急電源EPS( Emergence Power Supply)針對(duì)船舶工業(yè)用電的岸電電源SPS(Shore Power Supply)還有針對(duì)風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電等而開發(fā)的特種逆變電源等等。隨著控制理論的發(fā)展與電力電子器件的不斷革新,特別是以絕緣柵極雙極型晶體管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)為代表的自關(guān)斷可控型功率半導(dǎo)體器件出現(xiàn),大大簡化了正弦逆變電源的換相問題,為各種PWM型逆變控制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)提供了新的實(shí)現(xiàn)方法,從而進(jìn)一步簡化了正弦逆變系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與控制.正因?yàn)槟孀冸娫醇夹g(shù)的核心部分是逆變器和其控制部分,所以選擇逆變器的設(shè)計(jì)作為研究課題可以慢慢跨入逆變電源的行業(yè)中去深入發(fā)展。眾所周知,雖然自關(guān)斷器件的產(chǎn)生簡化了逆變主電路,但它的開關(guān)頻率和功率仍受一定的限制,于是逆變電源輸出波形正弦度仍不是很理想。雖然在控制方法上已經(jīng)趨于成熟,但有些控制方法實(shí)現(xiàn)起來仍很困難。隨著開關(guān)頻率的提高,會(huì)引起開關(guān)損耗的增加,逆變效率和直流利用率的降低,因此,對(duì)逆變電源技術(shù)進(jìn)行深入地研究有很大的現(xiàn)實(shí)意義。逆變電源的發(fā)展與和電力電子器件的發(fā)展息息相關(guān),可以說電力電子器件器件的發(fā)展引導(dǎo)著逆變電源的發(fā)展。上世紀(jì)60年代正是電力電子技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)期,逆變電源就是在這個(gè)時(shí)期產(chǎn)生的,直到現(xiàn)在,逆變電源已經(jīng)經(jīng)過了三代的發(fā)展。 [圖片]

掌握正弦波逆變器的電路的組成,需要重點(diǎn)明白其中中各元器件的原理及用處,對(duì)正弦波逆變電路在電阻負(fù)載、電阻電感負(fù)載是的工作情況及其波形作全面分析,并研究工作頻率對(duì)電路工作波形的影響。采用SPWM控制方式對(duì)逆變橋進(jìn)行調(diào)制,最后經(jīng)電容、電感過濾實(shí)現(xiàn)正弦波逆變的目的。

正弦波逆變器的電路構(gòu)成如圖

 如圖所示,本電路由兩部分組成,將交流轉(zhuǎn)化為直流的這個(gè)部分屬于整流,整流器的作用是把交流電轉(zhuǎn)化為直流電,這個(gè)過程可以是不可控的,也可以是可控的,這部分采用不可控的二極管將交流變成直流。整流之后采用用電容進(jìn)行濾波,濾波器的作用是將波動(dòng)的直流量過濾成平展穩(wěn)定的直流量,整個(gè)過程無論是從結(jié)構(gòu)上還是性能上都能滿足實(shí)驗(yàn)要要。最后直流變交流的部分為逆變部分,逆變器的作用是將直流電轉(zhuǎn)化為交流電經(jīng)過電感濾波后然后供給負(fù)載,這里的LC濾波是為了濾除高次諧波,得到到正弦波,而逆變器因?yàn)樗敵龅碾妷汉皖l率與輸入的交流電源無關(guān)所以為稱為無源逆變器,它是正弦波逆變電路的核心,這里采用采用三相橋式逆變電路,用PWM控制調(diào)節(jié)輸出電壓及頻率的大小。

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薄浩楠
LV.5
7
2019-09-27 00:02
@薄浩楠
掌握正弦波逆變器的電路的組成,需要重點(diǎn)明白其中中各元器件的原理及用處,對(duì)正弦波逆變電路在電阻負(fù)載、電阻電感負(fù)載是的工作情況及其波形作全面分析,并研究工作頻率對(duì)電路工作波形的影響。采用SPWM控制方式對(duì)逆變橋進(jìn)行調(diào)制,最后經(jīng)電容、電感過濾實(shí)現(xiàn)正弦波逆變的目的。正弦波逆變器的電路構(gòu)成如圖[圖片] 如圖所示,本電路由兩部分組成,將交流轉(zhuǎn)化為直流的這個(gè)部分屬于整流,整流器的作用是把交流電轉(zhuǎn)化為直流電,這個(gè)過程可以是不可控的,也可以是可控的,這部分采用不可控的二極管將交流變成直流。整流之后采用用電容進(jìn)行濾波,濾波器的作用是將波動(dòng)的直流量過濾成平展穩(wěn)定的直流量,整個(gè)過程無論是從結(jié)構(gòu)上還是性能上都能滿足實(shí)驗(yàn)要要。最后直流變交流的部分為逆變部分,逆變器的作用是將直流電轉(zhuǎn)化為交流電經(jīng)過電感濾波后然后供給負(fù)載,這里的LC濾波是為了濾除高次諧波,得到到正弦波,而逆變器因?yàn)樗敵龅碾妷汉皖l率與輸入的交流電源無關(guān)所以為稱為無源逆變器,它是正弦波逆變電路的核心,這里采用采用三相橋式逆變電路,用PWM控制調(diào)節(jié)輸出電壓及頻率的大小。

首先講一下脈寬調(diào)制的大概理論

PWM控制技術(shù)就是脈沖寬度調(diào)制技術(shù)。他的原理是可以通過等效法對(duì)脈沖寬度進(jìn)行改變來獲得一系列的脈沖想要變成需要的波形。波形包含形狀和幅值。

PWM控制技術(shù)核心就是面積等效法。即相同的沖量其實(shí)就是相同的面積。原理圖如圖。

在正弦波的負(fù)半周上使用等面積法依舊可得到PWM波形,所以在一個(gè)完的整周期內(nèi)正弦波的等效PWM波如圖所示。

 目前還有一種更普遍的等效方式,用的也是等面積。如圖所示。

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薄浩楠
LV.5
8
2019-09-27 00:03
@薄浩楠
首先講一下脈寬調(diào)制的大概理論P(yáng)WM控制技術(shù)就是脈沖寬度調(diào)制技術(shù)。他的原理是可以通過等效法對(duì)脈沖寬度進(jìn)行改變來獲得一系列的脈沖想要變成需要的波形。波形包含形狀和幅值。PWM控制技術(shù)核心就是面積等效法。即相同的沖量其實(shí)就是相同的面積。原理圖如圖。[圖片]在正弦波的負(fù)半周上使用等面積法依舊可得到PWM波形,所以在一個(gè)完的整周期內(nèi)正弦波的等效PWM波如圖所示。[圖片] 目前還有一種更普遍的等效方式,用的也是等面積。如圖所示。[圖片]

采用一定方法對(duì)脈沖寬度進(jìn)行改變。從而使得輸出脈沖列在周期內(nèi)的時(shí)間相對(duì)于均值按正弦的規(guī)律變化,這就是SPWM。傳統(tǒng)的SPWM方法,是從電源角度出發(fā),通過正弦波控制信號(hào)與三角載波的交點(diǎn)產(chǎn)生觸發(fā)脈沖。從而產(chǎn)生開關(guān)動(dòng)作,經(jīng)過濾波生成可以調(diào)頻調(diào)壓的正弦波。在這里采用了雙極性PWM調(diào)制技術(shù)的方法,它的原理如圖 所示。

在采用雙極性PWM調(diào)制技術(shù)時(shí)候,把信號(hào)波用這種方法得到的交流正弦輸出波替代同時(shí)把載波用三角波替代,將這二者進(jìn)行對(duì)比,各開關(guān)的通斷在這兩種波的交點(diǎn)時(shí)刻進(jìn)行改變,由此可以看出在信號(hào)波的一個(gè)周期內(nèi),無論是載波還是調(diào)制來的輸出波形都是正負(fù)皆有,所以它其輸出波形具有±Ud兩種電平,把信號(hào)波和載波分別用ur和uc來表示,當(dāng)信號(hào)波大于載波的時(shí)刻,同時(shí)施加開通和關(guān)斷信號(hào),其中開通信號(hào)給V1和V4關(guān)斷信號(hào)給V2和V3,此時(shí)如果io是大于零的那么V1和V4開通反之則是VD1和VD4開通,但是它們的電壓輸出都是uo等于Ud。同理當(dāng)載波大于信號(hào)波的時(shí)候,那么用同樣的方法可以得到V2和V3或著VD2和VD3開通的結(jié)果,不同的是它們的電壓輸出卻是uo等于負(fù)的Ud。

SPWM逆變器的主題思路就是有一個(gè)逆變器,希望它輸出的電壓波形是正弦的,因?yàn)橹两駷橹挂袁F(xiàn)在的技術(shù)造出的可以改變頻率和電壓的逆變器無法像正弦波逆變器那樣的小體積大功率且輸出波形光滑。

現(xiàn)在的SPWM逆變器都采用的是等效原理實(shí)現(xiàn)的,即讓逆變器輸出的波形是一系列的和正弦波一樣效果的雖不等寬但等幅的矩陣脈沖波形,它的主題思想方法就是等面積法。

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薄浩楠
LV.5
9
2019-09-28 23:34
@薄浩楠
采用一定方法對(duì)脈沖寬度進(jìn)行改變。從而使得輸出脈沖列在周期內(nèi)的時(shí)間相對(duì)于均值按正弦的規(guī)律變化,這就是SPWM。傳統(tǒng)的SPWM方法,是從電源角度出發(fā),通過正弦波控制信號(hào)與三角載波的交點(diǎn)產(chǎn)生觸發(fā)脈沖。從而產(chǎn)生開關(guān)動(dòng)作,經(jīng)過濾波生成可以調(diào)頻調(diào)壓的正弦波。在這里采用了雙極性PWM調(diào)制技術(shù)的方法,它的原理如圖所示。[圖片]在采用雙極性PWM調(diào)制技術(shù)時(shí)候,把信號(hào)波用這種方法得到的交流正弦輸出波替代同時(shí)把載波用三角波替代,將這二者進(jìn)行對(duì)比,各開關(guān)的通斷在這兩種波的交點(diǎn)時(shí)刻進(jìn)行改變,由此可以看出在信號(hào)波的一個(gè)周期內(nèi),無論是載波還是調(diào)制來的輸出波形都是正負(fù)皆有,所以它其輸出波形具有±Ud兩種電平,把信號(hào)波和載波分別用ur和uc來表示,當(dāng)信號(hào)波大于載波的時(shí)刻,同時(shí)施加開通和關(guān)斷信號(hào),其中開通信號(hào)給V1和V4關(guān)斷信號(hào)給V2和V3,此時(shí)如果io是大于零的那么V1和V4開通反之則是VD1和VD4開通,但是它們的電壓輸出都是uo等于Ud。同理當(dāng)載波大于信號(hào)波的時(shí)候,那么用同樣的方法可以得到V2和V3或著VD2和VD3開通的結(jié)果,不同的是它們的電壓輸出卻是uo等于負(fù)的Ud。SPWM逆變器的主題思路就是有一個(gè)逆變器,希望它輸出的電壓波形是正弦的,因?yàn)橹两駷橹挂袁F(xiàn)在的技術(shù)造出的可以改變頻率和電壓的逆變器無法像正弦波逆變器那樣的小體積大功率且輸出波形光滑?,F(xiàn)在的SPWM逆變器都采用的是等效原理實(shí)現(xiàn)的,即讓逆變器輸出的波形是一系列的和正弦波一樣效果的雖不等寬但等幅的矩陣脈沖波形,它的主題思想方法就是等面積法。

 如圖所示,本電路由兩部分組成,將交流轉(zhuǎn)化為直流的這個(gè)部分屬于整流,整流器的作用是把交流電轉(zhuǎn)化為直流電,這個(gè)過程可以是不可控的,也可以是可控的,這部分采用不可控的二極管將交流變成直流。整流之后采用用電容進(jìn)行濾波,濾波器的作用是將波動(dòng)的直流量過濾成平展穩(wěn)定的直流量,整個(gè)過程無論是從結(jié)構(gòu)上還是性能上都能滿足實(shí)驗(yàn)要要。最后直流變交流的部分為逆變部分,逆變器的作用是將直流電轉(zhuǎn)化為交流電經(jīng)過電感濾波后然后供給負(fù)載,這里的LC濾波是為了濾除高次諧波,得到到正弦波,而逆變器因?yàn)樗敵龅碾妷汉皖l率與輸入的交流電源無關(guān)所以為稱為無源逆變器,它是正弦波逆變電路的核心,這里采用采用三相橋式逆變電路,用PWM控制調(diào)節(jié)輸出電壓及頻率的大小。

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薄浩楠
LV.5
10
2019-09-28 23:37
@薄浩楠
[圖片] 如圖所示,本電路由兩部分組成,將交流轉(zhuǎn)化為直流的這個(gè)部分屬于整流,整流器的作用是把交流電轉(zhuǎn)化為直流電,這個(gè)過程可以是不可控的,也可以是可控的,這部分采用不可控的二極管將交流變成直流。整流之后采用用電容進(jìn)行濾波,濾波器的作用是將波動(dòng)的直流量過濾成平展穩(wěn)定的直流量,整個(gè)過程無論是從結(jié)構(gòu)上還是性能上都能滿足實(shí)驗(yàn)要要。最后直流變交流的部分為逆變部分,逆變器的作用是將直流電轉(zhuǎn)化為交流電經(jīng)過電感濾波后然后供給負(fù)載,這里的LC濾波是為了濾除高次諧波,得到到正弦波,而逆變器因?yàn)樗敵龅碾妷汉皖l率與輸入的交流電源無關(guān)所以為稱為無源逆變器,它是正弦波逆變電路的核心,這里采用采用三相橋式逆變電路,用PWM控制調(diào)節(jié)輸出電壓及頻率的大小。

常用的逆變器調(diào)壓方法:

可控整流器調(diào)壓:通過負(fù)載對(duì)電壓的要求,使用可控的整流器來完成對(duì)逆變器輸出電壓的調(diào)節(jié)。

直流斬波器調(diào)壓:在確定逆變器的電源側(cè)有較高功率的情況下,通過不可控整流器可以在直流環(huán)節(jié)中通過設(shè)置改變直流斬波器來進(jìn)行對(duì)電壓的調(diào)節(jié)。                                                                         

逆變器自身調(diào)壓:在采用不可控整流器的前提下逆變器能用自身的電子開關(guān)進(jìn)行斬波控制,這樣就可以得到脈沖列,通過改變輸出電壓脈沖列的脈沖寬度,就可達(dá)對(duì)輸出的電壓進(jìn)行調(diào)節(jié),這種方法被稱為脈寬調(diào)制(PWM)。

由于需要功率不大而且需要對(duì)電壓進(jìn)行斬波控制因此選用第三個(gè)方案。

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薄浩楠
LV.5
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2019-09-28 23:41
@薄浩楠
常用的逆變器調(diào)壓方法:可控整流器調(diào)壓:通過負(fù)載對(duì)電壓的要求,使用可控的整流器來完成對(duì)逆變器輸出電壓的調(diào)節(jié)。直流斬波器調(diào)壓:在確定逆變器的電源側(cè)有較高功率的情況下,通過不可控整流器可以在直流環(huán)節(jié)中通過設(shè)置改變直流斬波器來進(jìn)行對(duì)電壓的調(diào)節(jié)。                                                                         逆變器自身調(diào)壓:在采用不可控整流器的前提下逆變器能用自身的電子開關(guān)進(jìn)行斬波控制,這樣就可以得到脈沖列,通過改變輸出電壓脈沖列的脈沖寬度,就可達(dá)對(duì)輸出的電壓進(jìn)行調(diào)節(jié),這種方法被稱為脈寬調(diào)制(PWM)。由于需要功率不大而且需要對(duì)電壓進(jìn)行斬波控制因此選用第三個(gè)方案。

總體原理圖

本系統(tǒng)主要采用的硬件濾波電路、三相全橋逆變電路、LC濾波器、單片機(jī)、按鍵設(shè)置電路、顯示模塊、電壓檢測(cè)電流,電流檢測(cè)電路以及一些外圍電路,具體系統(tǒng)框圖如圖所示。

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薄浩楠
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2019-09-28 23:46
@薄浩楠
總體原理圖本系統(tǒng)主要采用的硬件濾波電路、三相全橋逆變電路、LC濾波器、單片機(jī)、按鍵設(shè)置電路、顯示模塊、電壓檢測(cè)電流,電流檢測(cè)電路以及一些外圍電路,具體系統(tǒng)框圖如圖所示。[圖片]

主回路原理說明

從圖中可以看出,直流電輸入后,先通過2個(gè)電容串聯(lián)構(gòu)成的濾波電路,得到輸入電壓的一半作為中點(diǎn)電位,作為三相輸出的參考地。在逆變的部分采用了6個(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體管(即MOS管)組成了一個(gè)三相橋式逆變電路,最后使用用雙極性的調(diào)制方式進(jìn)行調(diào)制,輸出的SPWM波形過經(jīng)電感、電容組成的LC濾波器濾除高次諧波,最后在負(fù)載就能獲得三相的純正弦波交流電壓輸出。

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薄浩楠
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2019-09-28 23:48
@薄浩楠
主回路原理說明從圖中可以看出,直流電輸入后,先通過2個(gè)電容串聯(lián)構(gòu)成的濾波電路,得到輸入電壓的一半作為中點(diǎn)電位,作為三相輸出的參考地。在逆變的部分采用了6個(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體管(即MOS管)組成了一個(gè)三相橋式逆變電路,最后使用用雙極性的調(diào)制方式進(jìn)行調(diào)制,輸出的SPWM波形過經(jīng)電感、電容組成的LC濾波器濾除高次諧波,最后在負(fù)載就能獲得三相的純正弦波交流電壓輸出。[圖片]
負(fù)載是星型接線,需要有中性線回路
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薄浩楠
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2019-10-03 22:50
@薄浩楠
負(fù)載是星型接線,需要有中性線回路

本正弦波逆變器主要用的是SPWM控制技術(shù),整體的電路具有簡單的結(jié)構(gòu)而且在機(jī)械特性方面也表現(xiàn)良好同時(shí)價(jià)格也比較低廉,這樣的設(shè)計(jì)能完美達(dá)到題目的需求并且已經(jīng)在各種相關(guān)的行業(yè)里被普遍采用。

如果是直流輸入端濾波器,那么它可以分為兩種,分別是電流型和電壓型,其中電流型逆變器它的中間部分采用的是大電感進(jìn)行濾波,這樣的輸入電流的特點(diǎn)是具有阻抗大電流平,就仿佛似電流源,而電壓型逆變器的中間部分則采用大電容進(jìn)行濾波,這樣的逆變器的輸入電壓的特點(diǎn)是阻抗小且電壓平直,就仿佛電壓源。而如果按電子開關(guān)的頻率進(jìn)行區(qū)別則同樣可分為兩種分別是120°的導(dǎo)電型逆變器和180°的導(dǎo)電型逆變器。

本系統(tǒng)主要采用的硬件濾波電路、三相全橋逆變電路、LC濾波器、單片機(jī)、按鍵設(shè)置電路、顯示模塊、電壓檢測(cè)電流,電流檢測(cè)電路以及一些外圍電路,具體系統(tǒng)框圖如圖所示。

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薄浩楠
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15
2019-10-03 22:52
@薄浩楠
本正弦波逆變器主要用的是SPWM控制技術(shù),整體的電路具有簡單的結(jié)構(gòu)而且在機(jī)械特性方面也表現(xiàn)良好同時(shí)價(jià)格也比較低廉,這樣的設(shè)計(jì)能完美達(dá)到題目的需求并且已經(jīng)在各種相關(guān)的行業(yè)里被普遍采用。如果是直流輸入端濾波器,那么它可以分為兩種,分別是電流型和電壓型,其中電流型逆變器它的中間部分采用的是大電感進(jìn)行濾波,這樣的輸入電流的特點(diǎn)是具有阻抗大電流平,就仿佛似電流源,而電壓型逆變器的中間部分則采用大電容進(jìn)行濾波,這樣的逆變器的輸入電壓的特點(diǎn)是阻抗小且電壓平直,就仿佛電壓源。而如果按電子開關(guān)的頻率進(jìn)行區(qū)別則同樣可分為兩種分別是120°的導(dǎo)電型逆變器和180°的導(dǎo)電型逆變器。本系統(tǒng)主要采用的硬件濾波電路、三相全橋逆變電路、LC濾波器、單片機(jī)、按鍵設(shè)置電路、顯示模塊、電壓檢測(cè)電流,電流檢測(cè)電路以及一些外圍電路,具體系統(tǒng)框圖如圖所示。[圖片]

濾波電路的簡要說明

濾波電路的作用是把直流電壓過濾,過濾掉其中不平整的脈動(dòng),這樣的目的是確保之后的電路環(huán)節(jié)能得到優(yōu)秀質(zhì)量的電壓或電流,本電路的濾波電路部分采用的是電容濾波電路。雖然從理論上來講只要電容值越大那么過濾的效果就越好,但是出于對(duì)實(shí)際的考慮無論結(jié)構(gòu)上還是價(jià)值上都不能這樣,所以要計(jì)算電容的實(shí)際大小。

通過2個(gè)電容串聯(lián)構(gòu)成的濾波電路,得到輸入電壓的一半作為中點(diǎn)電位,作為三相輸出的參考地。

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薄浩楠
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16
2019-10-03 22:59
@薄浩楠
濾波電路的簡要說明濾波電路的作用是把直流電壓過濾,過濾掉其中不平整的脈動(dòng),這樣的目的是確保之后的電路環(huán)節(jié)能得到優(yōu)秀質(zhì)量的電壓或電流,本電路的濾波電路部分采用的是電容濾波電路。雖然從理論上來講只要電容值越大那么過濾的效果就越好,但是出于對(duì)實(shí)際的考慮無論結(jié)構(gòu)上還是價(jià)值上都不能這樣,所以要計(jì)算電容的實(shí)際大小。通過2個(gè)電容串聯(lián)構(gòu)成的濾波電路,得到輸入電壓的一半作為中點(diǎn)電位,作為三相輸出的參考地。
單片機(jī)的選擇

本設(shè)計(jì)所采用的單片機(jī)是STC12F2K60S2,它能使系統(tǒng)的到充分的實(shí)現(xiàn),內(nèi)部自帶高精度(0.4%)內(nèi)部振蕩器,它還擁有38個(gè)I/O口,該單片機(jī)內(nèi)置上電復(fù)位電路,有8路10位ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換、每個(gè)I/O能設(shè)置成輸入輸出模式,并且具有具有3路PWM輸出,通過軟硬件設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)多功能的電機(jī)控制。且性價(jià)比高,抗靜電,抗干擾,低功耗,低成本。

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薄浩楠
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2019-10-03 23:06
@薄浩楠
單片機(jī)的選擇本設(shè)計(jì)所采用的單片機(jī)是STC12F2K60S2,它能使系統(tǒng)的到充分的實(shí)現(xiàn),內(nèi)部自帶高精度(0.4%)內(nèi)部振蕩器,它還擁有38個(gè)I/O口,該單片機(jī)內(nèi)置上電復(fù)位電路,有8路10位ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換、每個(gè)I/O能設(shè)置成輸入輸出模式,并且具有具有3路PWM輸出,通過軟硬件設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)多功能的電機(jī)控制。且性價(jià)比高,抗靜電,抗干擾,低功耗,低成本。[圖片]
場(chǎng)效應(yīng)管的選擇

如圖所示的三相全橋電路,其電路中需要用到6個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管,電路的A端和B端都要與用電器連接。由于是市電接入所以要選用擁有足夠大耐壓值的場(chǎng)效應(yīng)管,本設(shè)計(jì)選用540場(chǎng)效應(yīng)管即33A 110V的場(chǎng)效應(yīng)管,這種場(chǎng)效應(yīng)管無論是從耐壓方面考慮還是從通斷時(shí)間方面考慮都能滿足設(shè)計(jì)的要求。

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薄浩楠
LV.5
18
2019-10-03 23:18
@薄浩楠
場(chǎng)效應(yīng)管的選擇如圖所示的三相全橋電路,其電路中需要用到6個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管,電路的A端和B端都要與用電器連接。由于是市電接入所以要選用擁有足夠大耐壓值的場(chǎng)效應(yīng)管,本設(shè)計(jì)選用540場(chǎng)效應(yīng)管即33A 110V的場(chǎng)效應(yīng)管,這種場(chǎng)效應(yīng)管無論是從耐壓方面考慮還是從通斷時(shí)間方面考慮都能滿足設(shè)計(jì)的要求。[圖片]

 場(chǎng)效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電路有倆種思路

1.基于三極管等元件組成的驅(qū)動(dòng)電路,這種驅(qū)動(dòng)電路的好處是價(jià)格便宜且結(jié)構(gòu)簡單,但是本設(shè)計(jì)的要求的驅(qū)動(dòng)電路必須高于電源電壓的電路,所以如果選擇這種驅(qū)動(dòng)電路就需要再為它增加一個(gè)驅(qū)動(dòng)電源,這無疑增加了設(shè)計(jì)的難度。

2.半橋式驅(qū)動(dòng)電路,本全橋驅(qū)動(dòng)電路采用IR2104作為它的驅(qū)動(dòng)芯片,該芯片的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單性能可靠并且能即大的提升電路的穩(wěn)定性且降低了設(shè)計(jì)難度。該芯片采用被動(dòng)式泵荷升壓原理。上電時(shí),電源流過快恢復(fù)二極管D向電容C充電,C上的端電壓很快升至接近Vcc,這時(shí)如果下管導(dǎo)通,C負(fù)級(jí)被拉低,形成充電回路,會(huì)很快充電至接近Vcc,當(dāng)PWM波形翻轉(zhuǎn)時(shí),芯片輸出反向電平,下管截止,上管導(dǎo)通,C負(fù)極電位被抬高到接近電源電壓,水漲船高,C正極電位這時(shí)已超過Vcc電源電壓。因有D的存在,該電壓不會(huì)向電源倒流,C此時(shí)開始向芯片內(nèi)部的高壓側(cè)懸浮驅(qū)動(dòng)電路供電,C上的端電壓被充至高于電源高壓的Vcc,只要上下管一直輪流導(dǎo)通和截止,C就會(huì)不斷向高壓側(cè)懸浮驅(qū)動(dòng)電路供電,使上管打開的時(shí)候,高壓側(cè)懸浮驅(qū)動(dòng)電路電壓一直大于上管的S極。采用該芯片降低了整體電路的設(shè)計(jì)難道,只要電容C選擇恰當(dāng),該電路運(yùn)行穩(wěn)定。

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薄浩楠
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19
2019-10-09 00:04
@薄浩楠
 場(chǎng)效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電路有倆種思路1.基于三極管等元件組成的驅(qū)動(dòng)電路,這種驅(qū)動(dòng)電路的好處是價(jià)格便宜且結(jié)構(gòu)簡單,但是本設(shè)計(jì)的要求的驅(qū)動(dòng)電路必須高于電源電壓的電路,所以如果選擇這種驅(qū)動(dòng)電路就需要再為它增加一個(gè)驅(qū)動(dòng)電源,這無疑增加了設(shè)計(jì)的難度。[圖片]2.半橋式驅(qū)動(dòng)電路,本全橋驅(qū)動(dòng)電路采用IR2104作為它的驅(qū)動(dòng)芯片,該芯片的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單性能可靠并且能即大的提升電路的穩(wěn)定性且降低了設(shè)計(jì)難度。該芯片采用被動(dòng)式泵荷升壓原理。上電時(shí),電源流過快恢復(fù)二極管D向電容C充電,C上的端電壓很快升至接近Vcc,這時(shí)如果下管導(dǎo)通,C負(fù)級(jí)被拉低,形成充電回路,會(huì)很快充電至接近Vcc,當(dāng)PWM波形翻轉(zhuǎn)時(shí),芯片輸出反向電平,下管截止,上管導(dǎo)通,C負(fù)極電位被抬高到接近電源電壓,水漲船高,C正極電位這時(shí)已超過Vcc電源電壓。因有D的存在,該電壓不會(huì)向電源倒流,C此時(shí)開始向芯片內(nèi)部的高壓側(cè)懸浮驅(qū)動(dòng)電路供電,C上的端電壓被充至高于電源高壓的Vcc,只要上下管一直輪流導(dǎo)通和截止,C就會(huì)不斷向高壓側(cè)懸浮驅(qū)動(dòng)電路供電,使上管打開的時(shí)候,高壓側(cè)懸浮驅(qū)動(dòng)電路電壓一直大于上管的S極。采用該芯片降低了整體電路的設(shè)計(jì)難道,只要電容C選擇恰當(dāng),該電路運(yùn)行穩(wěn)定。[圖片][圖片]

下面介紹一下傳感采集電路

我們需要能把輸出的交流電壓的幅值給到單片機(jī)檢測(cè)到(隱含的需求是需要電隔)。但是單片機(jī)只能直流電壓,不能檢測(cè)交流電壓,所以我們還需要把交流轉(zhuǎn)換成直流。

電壓互感器是和變壓器一樣的東西。兩邊都是線圈,互相隔離的,變比是1000匝:1000匝,流入多大電流,流出也多大電流(額定電流2mA)。本文檔的最后附上該器件的規(guī)格書。

輸出的線電壓是交流24V(有效值),這里用20K電阻,那么流入互感器的電流是24/20K=1.2mA,那么互感器另外一側(cè)輸出的電流也是1.2mA,在輸出端并聯(lián)一個(gè)1K電阻,可以得到1.2*1K=1.2V的交流電壓(有效值)。

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薄浩楠
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2019-10-09 00:09
@薄浩楠
下面介紹一下傳感采集電路我們需要能把輸出的交流電壓的幅值給到單片機(jī)檢測(cè)到(隱含的需求是需要電隔)。但是單片機(jī)只能直流電壓,不能檢測(cè)交流電壓,所以我們還需要把交流轉(zhuǎn)換成直流。電壓互感器是和變壓器一樣的東西。兩邊都是線圈,互相隔離的,變比是1000匝:1000匝,流入多大電流,流出也多大電流(額定電流2mA)。本文檔的最后附上該器件的規(guī)格書。輸出的線電壓是交流24V(有效值),這里用20K電阻,那么流入互感器的電流是24/20K=1.2mA,那么互感器另外一側(cè)輸出的電流也是1.2mA,在輸出端并聯(lián)一個(gè)1K電阻,可以得到1.2*1K=1.2V的交流電壓(有效值)。[圖片]

PT107 2mA_2mA電壓互感器

CT103C參數(shù)5A5mA

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薄浩楠
LV.5
21
2019-10-09 10:56
@薄浩楠
PT1072mA_2mA電壓互感器[圖片]CT103C參數(shù)5A5mA[圖片]

單片機(jī)采樣電路

精密整流電路

單片機(jī)不能檢測(cè)交流電壓,所以需要把這個(gè)交流的正弦波轉(zhuǎn)換成直流的信號(hào),

這里采用精密整流電路,一個(gè)運(yùn)放只輸出正弦的正向波形,另一個(gè)運(yùn)放翻轉(zhuǎn)正弦的反向波形,合在一起就把正弦波變成了饅頭波(有效值1.2V)。

饅頭波直接給單片機(jī)檢測(cè)的話,軟件的數(shù)值濾波搞不定,所以采用了硬件濾波+軟件濾波。硬件上弄了個(gè)RC,47K電阻+22uf電容,RC輸出的平穩(wěn)的1.2V電壓信號(hào)(有效值一直保持不變)。程序上采集50個(gè)數(shù)值求平均。

上面是-輸入,肯定是反向的,把負(fù)周期的波整成正的,正周期的波不管

下面是+輸入,肯定是正向的,把正周期的波整成正的,負(fù)周期的波不管

整個(gè)加起來就是饅頭波了,饅頭波經(jīng)過RC電路,就得到平穩(wěn)的電壓,給單片機(jī)ADC采集。

這個(gè)ADC值直接反映了饅頭波的有效值,也就是輸出的線電壓

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薄浩楠
LV.5
22
2019-10-09 23:32
@薄浩楠
單片機(jī)采樣電路精密整流電路單片機(jī)不能檢測(cè)交流電壓,所以需要把這個(gè)交流的正弦波轉(zhuǎn)換成直流的信號(hào),這里采用精密整流電路,一個(gè)運(yùn)放只輸出正弦的正向波形,另一個(gè)運(yùn)放翻轉(zhuǎn)正弦的反向波形,合在一起就把正弦波變成了饅頭波(有效值1.2V)。饅頭波直接給單片機(jī)檢測(cè)的話,軟件的數(shù)值濾波搞不定,所以采用了硬件濾波+軟件濾波。硬件上弄了個(gè)RC,47K電阻+22uf電容,RC輸出的平穩(wěn)的1.2V電壓信號(hào)(有效值一直保持不變)。程序上采集50個(gè)數(shù)值求平均。[圖片][圖片]上面是-輸入,肯定是反向的,把負(fù)周期的波整成正的,正周期的波不管下面是+輸入,肯定是正向的,把正周期的波整成正的,負(fù)周期的波不管整個(gè)加起來就是饅頭波了,饅頭波經(jīng)過RC電路,就得到平穩(wěn)的電壓,給單片機(jī)ADC采集。這個(gè)ADC值直接反映了饅頭波的有效值,也就是輸出的線電壓

顯示模塊采用lcd1604,用法和1602類似,在通過lcd1604 顯示屏驅(qū)動(dòng)程序的簡易編寫后可以完成對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的顯示

但是比之前多了倆行

原理圖如下

實(shí)物如下

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薄浩楠
LV.5
23
2019-10-09 23:45

接下來介紹一下系統(tǒng)控制模塊的供電系統(tǒng)也叫輔助電路的設(shè)計(jì)

單片機(jī)以及一些運(yùn)算放大器利用7805作為輔助電源原理圖如圖

ir2104需要供電12v,因此采用7812作為輔助電源。因?yàn)?812和7805的電路一樣就不再重復(fù)發(fā),參考上面即可。

由于精密整流電路需要吧負(fù)信號(hào)整成正信號(hào),需要-5V供電,這里采用電荷泵IC 7660.

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薄浩楠
LV.5
24
2019-10-10 00:07
@薄浩楠
接下來介紹一下系統(tǒng)控制模塊的供電系統(tǒng)也叫輔助電路的設(shè)計(jì)單片機(jī)以及一些運(yùn)算放大器利用7805作為輔助電源原理圖如圖[圖片][圖片]ir2104需要供電12v,因此采用7812作為輔助電源。因?yàn)?812和7805的電路一樣就不再重復(fù)發(fā),參考上面即可。由于精密整流電路需要吧負(fù)信號(hào)整成正信號(hào),需要-5V供電,這里采用電荷泵IC7660.[圖片]

電壓互感器采樣電路

電流互感器采樣電路

精密全波整流電路

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薄浩楠
LV.5
25
2019-10-10 00:10
@薄浩楠
電壓互感器采樣電路[圖片]電流互感器采樣電路[圖片]精密全波整流電路[圖片]

經(jīng)過AD調(diào)試設(shè)計(jì),完成了第一代的系統(tǒng)PCB

這次主回路的走線偏細(xì),采用雙層版。利用雙層覆銅板蝕刻電路

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薄浩楠
LV.5
26
2019-10-10 00:18
@薄浩楠
經(jīng)過AD調(diào)試設(shè)計(jì),完成了第一代的系統(tǒng)PCB[圖片]這次主回路的走線偏細(xì),采用雙層版。利用雙層覆銅板蝕刻電路

Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件),從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真,一鍵切換到PCB設(shè)計(jì),真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái),其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等,2010年又增加了Cortex和DSP系列處理器,并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面,它也支持IAR、Keil和MATLAB等多種編譯器。

于是做了基于proteus的主回路的仿真,如下所示。

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lxgmvp
LV.7
27
2019-10-10 11:35
頂一下
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薄浩楠
LV.5
28
2019-10-14 00:49
@lxgmvp
頂一下

由于三相變頻的數(shù)據(jù)量很大,所以導(dǎo)致運(yùn)行的時(shí)候會(huì)卡機(jī),導(dǎo)致LC出來的正弦波有些地方有斷層,不過這個(gè)不重要,仿真只是為了驗(yàn)證電路和程序的可行性。

根據(jù)仿真結(jié)果,證明這個(gè)目前設(shè)個(gè)設(shè)計(jì)的電路和程序是可行的。于是根據(jù)仿真做出實(shí)物作進(jìn)一步研究。

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薄浩楠
LV.5
29
2019-10-14 00:55
@薄浩楠
由于三相變頻的數(shù)據(jù)量很大,所以導(dǎo)致運(yùn)行的時(shí)候會(huì)卡機(jī),導(dǎo)致LC出來的正弦波有些地方有斷層,不過這個(gè)不重要,仿真只是為了驗(yàn)證電路和程序的可行性。根據(jù)仿真結(jié)果,證明這個(gè)目前設(shè)個(gè)設(shè)計(jì)的電路和程序是可行的。于是根據(jù)仿真做出實(shí)物作進(jìn)一步研究。[圖片]

利用做好的電路打出第一塊三相逆變的覆銅板

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薄浩楠
LV.5
30
2019-10-14 01:01
@薄浩楠
[圖片]利用做好的電路打出第一塊三相逆變的覆銅板[圖片]

利用示波器測(cè)量spwm波形和正弦波,由于三相的板子有3個(gè)輸出端,而我們實(shí)驗(yàn)室只有雙通道的示波器,所以只能測(cè)試其中的2個(gè)通道,

第一步:將雙通道示波器的兩個(gè)探針接在單片機(jī)輸出PWM的引腳;

第二步:記錄波形數(shù)據(jù);

第三步:改變單片機(jī)輸出SPWM的頻率,返回第一步操作,直到調(diào)出50HZ的SPWM波測(cè)試完。

得到的SPWM波形如圖所示。

將該波形經(jīng)過LC濾波后出來的波形如圖所示。

通過示波器發(fā)現(xiàn)電路基本正常,由于沒加保護(hù)功能因此,將保護(hù)做成一個(gè)單獨(dú)的一塊電路在進(jìn)行連接使用

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薄浩楠
LV.5
31
2019-10-14 01:08
@薄浩楠
利用示波器測(cè)量spwm波形和正弦波,由于三相的板子有3個(gè)輸出端,而我們實(shí)驗(yàn)室只有雙通道的示波器,所以只能測(cè)試其中的2個(gè)通道,第一步:將雙通道示波器的兩個(gè)探針接在單片機(jī)輸出PWM的引腳;第二步:記錄波形數(shù)據(jù);第三步:改變單片機(jī)輸出SPWM的頻率,返回第一步操作,直到調(diào)出50HZ的SPWM波測(cè)試完。得到的SPWM波形如圖所示。[圖片]將該波形經(jīng)過LC濾波后出來的波形如圖所示。[圖片]通過示波器發(fā)現(xiàn)電路基本正常,由于沒加保護(hù)功能因此,將保護(hù)做成一個(gè)單獨(dú)的一塊電路在進(jìn)行連接使用

主回路三相逆變橋原理圖

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