逆变器开题报告

逆变器波形质量分析1课题来源本课题为逆变器波形质量分析，意在寻求高质量的脉宽波形，提高逆变器性能，来源于实际应用。2研究的目的和意义2.1增进新能源的开发和运用伴随电力电子技术的迅猛发展，逆变技术广泛应用于航空、航天、航海等国防领域和电力系统，交通运送、邮电通信、工业控制等民用领域。尤其是伴随石油、煤和天然气等重要能源日益紧张，新能源的开发和运用越来越受到人们的重视。运用新能源的关键技术----逆变技术，能将蓄电池、太阳能电池和燃料电池等其他新能源转化的直流电能变换成交流电能与电网并网发电。因此，逆变技术在新能源的开发和运用领域有着至关重要的地位。2.2提高供电质量国民经济的高速发展和国内外能源供应日益紧张，电能的开发和运用显得更为重要。目前，国内外都在大力开发新能源，如太阳能发电、风力发电、潮汐发电等。一般状况下，这些新型发电装置输出不稳定的直流电，不能直接供应需要交流电的顾客使用。为此，需要将直流电变换成交流电，需要时可并入市电电网。这种DC-AC变换需要逆变技术来完毕。用电设备对市电电网导致严重的污染，反过来，被污染的市电电网也会使用电设备工作不正常，用电设备之间通过市电电网互相干扰。为处理此问题，必须提高市电电网的供电质量，以逆变技术为基础的电力有源滤波器和电能质量综合赔偿器可以净化市电电网，使其为用电设备提供高质量电能。逆变器是一种重要的DC/AC变换装置，而衡量其性能的一种重要指标就是输出电压波形质量，通过本项目的研究与实践，研究逆变器波形产生的措施、调制规律、以及其波形的评价指标，寻求高质量的脉宽波形的获得措施，对所学知识进行纵深挖掘，加深有关知识的理解。3国内外的研究现实状况和发展趋势逆变技术的发展可以分为如下两个阶段：1956-1980年为老式发展阶段，这个阶段的特点是，开关器件以低速器件为主，逆变器的开关频率较低，波形改善以多重叠加法为主，体积重量较大，逆变效率低。1980年到目前为高频化新技术阶段，开关器件以高速器件为主，逆变器开关频率高，波形改善以脉宽调制为主，体积重量小，逆变效率高。在PWM逆变器中，为了减小其体积重量，提高其功率密度，高频化是重要发展方向之一，但高频化也存在某些问题，如增长开关损耗和电磁干扰。为此提出两个处理措施，一是提高开关器件的速度，二是使逆变开关工作在软开关状态。20世纪80年代初，美国弗吉尼亚电力电子技术中心提出了准谐振变换技术，使软开关与PWM技术的结合成为也许。它的研究对于逆变器性能的提高和深入推广应用，以及电力电子学技术的发展，均有十分重要的意义，是目前逆变器的发展方向之一。高频软开关逆变技术产生的背景是为了克服老式逆变器的输出波形差，开关应力和EMI较大的缺陷。在相似背景下，D.A.Nabae于1981年提出了多电平逆变技术，成为目前高压大功率逆变器的发展方向。它通过主电路改善，使所有逆变开关都工作在基频或低频，以到达减小开关应力，改善输出电压或电流波形的目的。总之，逆变技术的发展是在提高波形质量的背景下，伴随电力电子技术、微电子技术和现代控制理论的发展而发展，进入二十一世纪，逆变技术正朝着高功率密度、高变换效率、高可靠性、无污染、智能化和集成化的方向发展。4研究的重要内容及设计成果的应用价值4.1脉宽调制的原理与实际应用脉冲宽度调制（PWM）是一种对模拟信号电平进行数字编码的措施。通过高辨别率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一种详细模拟信号的电平进行编码。其理论根据是惯性对象脉冲响应的“冲量等效”原理：大小、波形不相似的窄脉冲变量，作用于惯性系统时,只要它们的冲量对时间的积分相等,则它们所形成的电流响应就相似。因此只要对逆变器的开关器件进行合适的控制，使得每个脉波的平均电压、脉波宽或占空比按一定的规律变化，则逆变电路输出的多脉波电压就能与正弦电压等效。PWM控制技术重要应用在电力电子技术行业,包括风力发电、电机调速、直流供电等领域，由于其四象限变流的特点，可以反馈再生制动的能量，对于目前国家提出的节能减排具有积极意义。其发展重要集中在：怎样提高逆变器直流侧电压运用率；在输出基波电压不变的前提下，怎样尽量消除谐波；怎样改善控制性能；怎样变化谐波频谱分布。4.2逆变器波形控制措施通过深入理解逆变器工作原理，研究其波形产生的措施、调制规律，以及其波形的评价指标。从逆变器波形畸变的原因（死区效应、非线性负载、不平衡负载）出发，分析两种常见的波形控制措施（反复控制和瞬时控制）的优缺陷，对逆变器波形控制的措施进行仿真和分析。4.3比较多种脉宽波形的优缺陷PWM波形分为等幅PWM波和不等幅PWM波。由直流电源产生的PWM波一般是等幅PWM波，如直流斩波电路产生的等效直流波；而由交流电源产生的是不等幅PWM波。两种波形都是基于面积等效原理控制的。通过比较多种脉宽调制波形的优缺陷，寻求高质量的脉宽波形，提高逆变器性能。4.4寻求高质量脉宽波形的获得措施通过全面、系统地将多种脉宽波形的优缺陷进行比较，在充足理解脉宽调制的原理与实际应用的基础上，深刻理解脉宽波形质量的评价原则，寻求高质量的脉宽波形的获得措施。4.5应用价值通过课题的研究与实践，研究逆变器波形产生的措施、调制规律，以及其波形的评价指标，对逆变器波形控制的措施进行仿真和分析。通过课题的研究与实践，充足理解脉宽调制的原理与实际应用，加深对脉宽调制波形质量的评价原则的认识，寻求高质量的脉宽波形的获得措施。通过课题的研究与实践，全面、系统地将多种脉宽波形的优缺陷进行比较，得出规律性的认识。通过课题的研究与实践，对所学知识进行纵深挖掘，加深有关知识的理解，对逆变器的输出电压的波形、动态响应速度和技术性能的提高作一定的分析和理解。5工作的重要阶段、进度（1）秋季学期第8周接受毕业设计任务书，学习毕业设计（论文）规定及有关规定。（2）秋季学期第9~20周阅读指定的参照资料及文献（包括10万个印刷符号外文资料），基本完毕开题汇报、外文翻译等任务。（3）秋季学期第21周深入修订完善开题汇报、外文翻译，使其在内容及格式上符合毕业设计（论文）规范规定并上交指导教师批阅。（4）春季学期第1周～第12周完毕毕业设计规定的所有内容。（5）第13周撰写毕业论文，完毕毕业设计，所有成果交指导教师批阅。（6）第15周毕业答辩6最终目的及完毕时间研究逆变器波形产生的措施、调制规律，以及其波形的评价指标，寻求高质量的脉宽波形的获得措施。全面、系统地将多种脉宽波形的优缺陷进行比较，得出规律性的认识。充足理解脉宽调制的原理与实际应用，深刻认识脉宽调制波形质量的评价原则。完毕时间：春季学期第15周。7既有条件及必须采用的措施既有图书馆可以借阅课题有关资料，机房及试验室可以完毕逆变器输出波形的仿真与分析。在设计中必须有严谨求实的态度，认真考虑既有条件，充足运用好设备和软件。8协助单位及要处理的重要问题本课题的完毕应寻求高质量的脉宽波形的获得措施，同步，需要得到指导老师的大力支持和协助。参考文献[1]陈坚.现代电力电子技术[2]孟凡军，李正熙.基于DSP的一种不对称规则SPWM采样算法.电机技术.第二期[3]翁利民，刘琨，靳建峰.PWM逆变器输出对异步电动机的不利影响及其克制分析.电机技术.第二期[4]高峻岭等IPM高智能功率模块在变频器中的应用.煤矿机械.11期[5]彭小兵等.基于DSP的SPWM变频变压电源的研究.电力电子技术.Vol.38No.2[6]陈伯时.电力拖动自动控制系统机械工业出版社.[7]FeiZhangNovelbufferengineering:AconceptforfastswitchingandlowlossoperationofplanarIGBT.MicroelectronicsJournalxx()1–5[8]刘同娟，黄劭刚.电机技术.第1期

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