基于STM32的SPWM三相逆变系统设计

基于正弦脉宽调制技术具有直流电压利用率高、输出电流谐波含量少等优点,研究设计了一种全数字SPWM三相逆变器系统。该系统具有高效可靠的功率管驱动电路、高精度的电气量采集电路及高开关频率的三相逆变器主电路,由STM32作为控制系统主控芯片,逆变器控制算法采用双闭环SPWM控制,设计了一个小功率三相逆变系统,并通过实验进行了验证。实验结果表明,该系统三相输出波形畸变率小于0.5%,动态性能好,能实现高精度的恒压输出控制。     

一种高效率微电网模拟系统的设计与硬件实现

随着化石燃料资源的缺乏以及环境污染问题日益严重,分布式发电以经济、环保等优点在各领域得到了广泛应用.然而,分布式发电设备的大规模无序并网,增加了电网系统在规划、运行上的不确定性及复杂性,而微电网技术为合理处理公共电网和分布式发电之间的关系提供了有效解决方案.所设计的系统对微电网技术进行模拟研究,以STC 15芯片为主控制器,三相全桥逆变电路、交流信号检测电路、MOS管驱动电路为主要硬件电路,完成了并网逆变器的设计,解决了如何提高系统整体效率的问题,并对该系统进行了实验验证.实验结果表明,所设计的系统在孤岛模式运行时,输出线电压为24 V,频率为50 Hz,效率为92.3%,负载调整率为1.25%;逆变器并网工作时,负载调整率为0.8%,证实了所设计系统的正确性与合理性.     

三相并网逆变器的混杂自动机模型分析

针对三相并网逆变器中电流谐波大和发生扰动后系统动态响应时间较长的问题,提出一种基于混杂自动机模型的控制器设计方法,并在此基础上提出了基于有限时间稳定的稳定性分析方法.首先,针对给定的三相逆变器,建立基于开关函数的状态方程;然后,在此基础上根据三相逆变器的工作模态,从适当增加工频周期的切换区间和减小电流谐波的角度建立混杂自动机模型,并将1个工频周期按三相母线电压大小划分为12个区间,从而得到相应的控制规则;最后,根据有限时间稳定的方法对改进后的基于混杂自动机模型的控制器进行稳定性分析.仿真结果与实验结果验证了所提出的自动机模型及其控制器能够有效降低并网电流的谐波畸变率,使其低于0.56%,并且能够有效增强系统的抗干扰能力.     

兼顾功率协调控制的两级式光伏逆变器低电压穿越控制策略

为提高基于Boost电路的两级式光伏逆变器的低电压穿越(LVRT)能力,设计了以基于Boost的直流母线电压控制环为核心的兼顾有功、无功电流协调控制的LVRT策略.首先分析了两级式光伏逆变器的常规Boost电压控制模式和输出电流控制策略;在电网电压跌落时,通过引入基于故障前光伏阵列最大功率点电压前馈的母线电压控制外环改变Boost电压控制模式来快速调节光伏阵列的输出功率,以稳定直流母线电压和防止逆变器过流;同时,根据电压跌落深度,按比例减小有功电流id,在保证逆变器不过流的前提下输出无功电流iq,为电网提供无功支撑,以帮助电网故障恢复.最后,利用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建100 k W两级式光伏逆变器模型进行控制策略验证,结果表明该策略不仅在电压发生深度跌落时仍能快速、有效地抑制直流母线电压升高,使光伏逆变器安全地实现低电压穿越,而且提高了其在电网故障期间的无功支撑能力.     

一种用于电机驱动的软开关三相PWM逆变器的效率分析

讨论了一种用于电机驱动的软开关三相PWM逆变器的功率损耗和效率提高问题,给出了软开关条件下的三相PWM逆变器在实现提高开关频率、降低开关损耗及提高效率等方面优越性时谐振电感和谐振电容的取值条件。通过理论分析得出结论：选择适当的谐振元件,不仅能使软开关三相PWM逆变器电路工作在很高的开关频率下,而且能使逆变器的效率得到明显的提高。对具体电路的计算结果表明理论分析是正确的。     

基于无线传输的输电线路调试测量系统设计与实现

设计并实现了一套基于无线传输的输电线路调试测量系统.该系统由无线中心主站、无线电流采集传输节点、无线电压采集传输节点组成,采用2.4GHz频段高速无线网桥进行数据通信,以避免变电站常规干扰源的频段,且具有传输距离远、传输稳定的特点.利用互感器套管和电容器组成无线电压采集传输节点,基于霍尔电流传感器和电流互感器组成无线电流采集传输节点.无线电流采集传输节点、无线电压采集传输节点间采用基于IEEE1588协议的时钟同步模块进行时间同步.测量系统实现了数据存储、波形显示、数据分析和报表自动生成等功能.在江苏电网某500kV变电站进行了现场试验,验证了该测量系统的有效性与可靠性.本测量系统可避免复杂的布线工作,减少变电站传导干扰影响,显著提高试验效率.     

基于升降压的高效率低纹波LED驱动芯片设计

设计了一款基于同相Buck-Boost变换器的LED驱动控制芯片.设计的控制电路实现了从降压模式到升压模式的平滑切换,从而保证了系统的稳定性并减小了输出电流纹波;在Buck-Boost过渡模式工作状态下,控制电路降低了平均电感电流,因而提高了系统转换效率.此外,控制电路中设计了一种自动调零的误差放大器,减小了放大器的输入失调电压和闪烁噪声,输出电流的精度得以提高.在180 nm CMOS工艺上流片的测试结果表明:当输入电压为2.7～5.0 V,输出电流为850 mA时,纹波率不超过3%;当负载电流为150 mA、输入电压为5 V时,驱动电路的转换效率高达95%.     

一种新型光伏并网逆变器的研究

本文介绍了一种基于导抗变换的有源箝位正激拓扑的光伏并网逆变器系统。该系统能够降低光伏并网逆变器输出电流的总谐波畸变率,实现高并网功率因数0.995,同时能够提高系统的转换效率,实现装置的小型化。文中分析了有源箝位正激电路,导抗变换器的基本原理以及导抗变换器的设计电路,最后证明了导抗变换器及并网逆变器的整体效果。     

基于IR2130的离网型太阳能逆变器驱动电路设计

重点论述离网型太阳能逆变器的驱动技术．为了提高太阳能逆变器的可靠性,提出了一种基于IR2130的驱动电路设计．在该设计中,由IR2130构成的驱动电路实现系统的驱动、保护功能,为太阳能逆变器的安全、稳定运行提供有力保障．首先给出了基于IR2130的驱动电路的详细接线图,然后结合在太阳能逆变器中的实际应用,给出了一些实用的解决方案,为IR2130的应用提供指导．最后将所设计的驱动电路在实验室进行了实验,验证所设计驱动电路功能的正确性和有效性．实验结果证明了基于IR2130的驱动保护方案的正确性和可行性．     

二极管钳位三电平逆变器电源设计

介绍了一种基于DSP的二极管钳位三电平逆变电源设计．主电路前级采用推挽电路升压整流,为后级提供稳定的直流母线电压．后级采用二极管钳位三电平逆变电路,产生稳定的220V／50Hz交流电压输出．电源采用数字化控制,驱动信号由DSP计算产生．逆变器工作于恒压模式,采用电压电流双闭环PI控制策略,通过PI算法调节三电平逆变电路的驱动占空比来实现闭环控制．最后制作了1kW的样机进行验证,实验证明,方法可行,具有好的应用前景．     

基于STM32的开关磁阻电机控制器的设计

以ARM内核的STM32 F103 RBT6为主控芯片设计了低成本、高性能三相开关磁阻电机驱动控制器.该控制器的主电路由IGBT构成不对称半桥回路,由低成本的隔离驱动芯片PC923直接驱动,具有过流、过压和欠压保护功能.采用以低速时电流斩波控制和高速时角度位置控制相结合的控制手段,系统运行可靠,性能优良.详细介绍了系统功能和软硬件设计并给出实验结果.     

三相光伏发电系统瞬时电流控制及其孤岛检测技术

以三相光伏并网系统为对象,研究了一种逆变器瞬时电流控制策略以及基于功率解耦控制和新型锁相环的孤岛检测方法.基于逆变器参数的瞬时电流控制作为内环控制器可以实现准确快速的电流跟踪,有功无功电流解耦控制作为外环控制器用来稳定逆变器直流电压稳定以及实现并网功率输出.还设计了一种基于无功-频率关系的锁相环,将该锁相频率作为正反馈...     

最大功率跟踪的光伏并网逆变器研究

光伏并网发电系统是光伏系统发展的趋势.根据光伏阵列的特性,设计了一套新型的能实现最大功率跟踪的光伏并网逆变器.逆变器由DC-DC和DC-AC两个部分组成并通过Dclink相连接,控制部分采用基于DSP(TMS320F240)控制的最大功率跟踪和电流跟踪控制策略,实现了与网压同步的正弦电流输出,逆变器效率为0.78,功率因数为0.97,输出电流的基波分量占电流总量的99.6%.     

基于改进型谐波检测方法的并联型有源滤波器的闭环控制

介绍了一种基于改进型谐波检测方法的并联型有源滤波器的闭环控制方案.该改进型检测方法用积分、延时和增益环节代替传统ip,iq检测方式中的低通滤波器,检测延时可减少到1/6个电源周期,同时这种方法可以推广到单相、三相四线电路和三相不平衡负载的场合中.采用三角载波方法进行电流闭环跟踪,主电路器件开关频率固定且补偿电流准确跟踪指令电流.基于能量平衡原理并借助检测环节实现了逆变器直流侧电压的闭环控制.仿真结果验证了该控制方案的正确性,采用该方案后,电源电流得到有效改善.     

三相光学电流互感器系统的建模

提出了一种全新的用于测量电力系统三相电流的光学电流互感器系统,即利用一路光和一套检测系统实现三相电流的测量。用矩阵光学的方法建立了基于法拉第磁光效应的三相光学电流互感器的数学模型,为相关的研究提供了理论基础。理论分析和仿真结果均证明了系统的可行性。     

三相功率因数校正电路及其控制系统的仿真研究

对一种由SCR相控整流和IGBT斩波构成的三相电流型PWM整流器进行了研究.建立了基于开关函数的电路数学模型,分析了该电路PWM调制原理和借助于IGBT实现SCR换流的过程,设计了该电路的控制系统结构和参数,构建了电路系统的MATLAB仿真模型.仿真结果表明,该电路可以实现三相功率因数校正,使电流波形趋于正弦波,功率因数近似为1.     

基于STM32的单相正弦波逆变器设计

考虑当前光伏发电、风力发电等新能源逆变入网的需要,在比较了现有逆变器的基础上,针对低压小功率的逆变,设计了一种基于STM32的单相正弦波逆变器.该逆变器主要由控制模块、全桥式逆变模块、同步BOOST电路、信号采集与调理模块、信息显示模块、欠压过流保护模块等构成.逆变器采用SPWM正弦脉宽调制,经过IR2104产生两路反相的SPWM波,驱动4个开关管IRF540工作,并利用STM32完成电流/电压采样、调试和液晶显示的数据处理.经实际测式,该逆变器获得了较高的转换效率,较低的输出电压/电流误差.     

基于滤波电感辨识及延时补偿的并网逆变器模型预测控制

针对三相并网逆变器采用传统模型预测控制时,因模型失配造成输出电流畸变率大、谐波含量高、并网效率低的问题,文章提出了一种基于滤波电感辨识及延时补偿的模型预测控制方案,将在线辨识的滤波电感和延时补偿的电压电流应用到三相并网逆变器模型预测控制系统中,并在MATLAB/Simulink环境下进行了仿真,仿真结果表明:基于滤波电感在线辨识及延时补偿的模型预测控制具有很好的动、静态特性,输出电流正弦度好、谐波含量少,验证了方案的可行性和正确性.     

基于电流互感器和(PIC)热敏电阻保护三相电动机的电路研究

针对三相异步电动机在运行中,经常出现一些不正常的现象,引起电流增大,温升过高,导致电动机烧毁的原因,设计了一种新的利用交流晶闸管开关、电流互感器、电路保护用正温度系数(PTC)热敏电阻等组成的,对三相异步电动机故障保护装置.     

直流伺服电机轨到轨输出的PWM驱动电路设计

为实现驱动低电压大电流车载直流伺服电机的轨到轨输出,设计利用MOSFET低导通电压特性和LT 1336电感式开关自举功能搭建PWM驱动电路.此电路在实验中驱动效率高、发热量小,解决了传统PWM驱动电路效率低、发热量大的问题,能够较好地应用于车载电机的驱动.