三相并网逆变器控制电路设计开题报告
2021-03-14 22:17:33
1. 研究目的与意义(文献综述)
1.1 选题的背景和意义
随着世界能源短缺和环境污染问题的日益严重,煤炭、石油、天然气等一次性能源却不断减少,而且其使用又会对环境产生很大危害,能源和环境成为21世纪人类所面临的重大基本问题,清洁、可再生能源的发展和应用越来越受到世界各国的广泛关注。为了缓解能源危机,避免环境的进一步恶化,对风能、太阳能等新能源的开发利用显得尤为重要,可再生能源的使用兼具环保性和持续利用性,但是也存在着缺陷和难点。发展新能源,充分利用绿色能源,对我国的经济持续发展有着极其重要的意义。鉴于我国太阳能、风力资源丰富,可以说是取之不尽、用之不竭,太阳能光伏发电技术,风力发电技术具有非常广阔的研究前景。这为我国发展清洁能源事业提供了很好的机遇。新能源发电技术的高速发展使得分布式发电技术也突飞猛进,分布式发电系统的建立促使了新型电网的建设,提升了传统电网的稳定性与可靠性。三相并网逆变器是分布式发电系统的核心部件,对其研究是很有意义的。人们一直在电力电子技术的发展中探索一条绿色之路,对逆变装置而言,绿色的内涵包括电网无谐波,单位功率因数,以及功率控制系统的高性能,高稳定性,高效率等传统逆变装置所不具备的优越性能。在所有的变换器中,pwm变换器由于其产生谐波损耗小,对通信设备干扰小,整机效率高,而牢牢占据了主流产品的市场。pwm变换器可以实现电网交流侧电流正弦化,且运行于单位功率因数或者功率因数可调,谐波含量很小,被称之为绿色电能变换。pwm变换器能达到绿色逆变器的目的,已经受到国内外学者普遍的重视,成为研究的热点。
1.2三相并网逆变器的研究现状
2. 研究的基本内容与方案
2.1研究的基本内容及目标
基于dsp的并网逆变器能够有效实现并网发电功能,同时可以实现发电时能以单位功率因数输出平滑的正弦电流, 且与电网电压同频、同相,波形应减少对电网的谐波注人。在并网逆变器装置设计过程中,利用高速的数字信号处理器和初能功率模块硬件集成度高、保护功能强大、性能可靠等特点简化了并网逆变器装置的硬件设计和成本,同时提高了装置运行的可靠性。
逆变器可以分为3个模块:功率电路、DSP电路和通信电路。本设计拟对目前逆变器的几种电路拓扑结构和控制方案进行比较,掌握逆变器原理及基本研究方法,了解并网逆变器控制器需求,首先对逆变器的设计规格和并网标准进行分析,在此基础上确定系统的结构。分析常用的三相逆变器拓扑结构、滤波器结构并确定合适的主电路拓扑方案和滤波器环节。对主电路元器件的参数进行详细计算,并以dsp为cpu,设计三相并网逆变器控制器硬件,并依据设计搭建实验平台并调试, 用实验现象和实验数据验证设计方案的正确性和控制策略的可行性。具体设计内容为:
1)总体方案设计。对目前逆变器的几种电路拓扑结构和控制方案进行比较,掌握逆变器原理及基本研究方法,了解并网逆变器控制器需求,根据需求对系统的结构进行设计,确定主电路的拓扑结构,并对其分析和验证。
2)硬件电路设计。以dsp为cpu,设计三相并网逆变器控制器硬件,包括dsp最小系统设计、a/d变换电路设计、pwm控制与保护电路设计、i/o接口设计、sci通信接口电路设计、can通信接口电路设计等。
3)实验与结果分析。依据前面的设计搭建实验平台并调试, 用实验现象和实验数据验证设计方案的正确性和控制策略的可行性。
3. 研究计划与安排
(1)第1周:完成必读参考文献中第5篇文献的翻译;
(2)第2~3周:查阅与毕业设计选题相关的参考文献,撰写开题报告:;
(3)第4~9周:设计控制器原理图;
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 刘睿.三相四桥臂并网逆变器研究与设计[d].武汉:武汉理工大学,2014.
[2] 周润景,张丽敏,王伟.altium designer原理图与pcb设计. 北京:电子工业出版社,2009.
[3] 王兆安,刘进军. 电力电子技术[m].北京:机械工业出版社,2009.