中頻變頻電源設(shè)計(jì)【文獻(xiàn)綜述】

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述</b></p><p><b>　　電子信息工程</b></p><p><b>　　中頻變頻電源設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　隨著社會(huì)的發(fā)展，現(xiàn)代社會(huì)的人們對(duì)各

2、類電器設(shè)備的需求已經(jīng)是日益增加，不可或缺，人們天天跟其進(jìn)行接觸。而電源作為基礎(chǔ)設(shè)備，幾乎為全部的電器提供能源，而伴隨著各類新興電器的出現(xiàn)與發(fā)展，人們對(duì)電源要求也日益提高，各類電源也相繼出現(xiàn)，變頻電源便就是其中之一。</p><p>　　變頻電源就是要把市電中的交流電經(jīng)過(guò)AC→DC→AC變換, 輸出為純凈的正弦波，可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)輸出電壓和頻率。變頻電源目前主要有以下二大種類：SPWM開(kāi)關(guān)型和線性放大型。此次設(shè)

3、計(jì)主要是設(shè)計(jì)一個(gè)中頻變頻電源，并以此對(duì)相關(guān)的電源各部分電路的原理以及仿真軟件的應(yīng)用進(jìn)行熟悉。</p><p><b>　　主題</b></p><p>　　變頻電源技術(shù)的發(fā)展概述</p><p>　　交流電機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速的廣泛應(yīng)用是變頻技術(shù)誕生的基礎(chǔ)。過(guò)去的直流調(diào)速技術(shù)因故障率高，體積大等問(wèn)題而無(wú)法大規(guī)模應(yīng)用。20世紀(jì)的60年代以后，晶閘管及其升

4、級(jí)產(chǎn)品普遍應(yīng)用于電子電力器件。不過(guò)其調(diào)速性依舊遠(yuǎn)遠(yuǎn)難以滿足需求。70年代開(kāi)始，脈寬調(diào)制變壓變頻（PWM-VVVF）調(diào)速研究得到了突破， 80年代以后日漸完善的微處理器技術(shù)令各種優(yōu)化算法得以紛紛地得到實(shí)現(xiàn)。而到了80年代的中后期，美、德、日、英等先進(jìn)國(guó)家的變頻電源技術(shù)漸漸實(shí)用化，產(chǎn)品紛紛投入市場(chǎng)，得到大規(guī)模應(yīng)用。</p><p>　　隨著發(fā)達(dá)國(guó)家變頻電源產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，直到上個(gè)世紀(jì)80年代后期，眾多的外資品牌都漸漸

5、涌入中國(guó)市場(chǎng)，這成為中國(guó)變頻電源行業(yè)的起源。在經(jīng)過(guò)20余年的推廣和發(fā)展后，變頻電源這一新興產(chǎn)業(yè)已然得到廣大企事業(yè)用戶的認(rèn)可。逐步崛起的國(guó)產(chǎn)變頻電源，如今已經(jīng)逐漸搶占高端市場(chǎng)。</p><p>　　2、變頻電源技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)</p><p>　　隨著新興科技的迅猛發(fā)展，變頻電源技術(shù)也得到了長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。在越來(lái)越多的應(yīng)用場(chǎng)合，變頻電源的先進(jìn)性也得以凸顯，相較普通電源，變頻電源具有以下優(yōu)點(diǎn)。<

6、/p><p>　　1.控制接口界面標(biāo)準(zhǔn)。擁有PLC接口，具有較高抗干擾，可靠性高，可實(shí)現(xiàn)中遠(yuǎn)程集中監(jiān)控。</p><p>　　2.響應(yīng)快。相比可控硅電源電源，變頻電源對(duì)負(fù)載的變化及輸入的變化響應(yīng)快得多。</p><p>　　3.完善的保護(hù)功能和有效的控制功能。</p><p>　　4.節(jié)能，比傳統(tǒng)整流器節(jié)能約30%。</p><

7、;p>　　5.高可靠性。業(yè)界中的可靠性最高。</p><p>　　6.小型、節(jié)約、輕便。</p><p><b>　　7.備件數(shù)量少。</b></p><p>　　盡管相較于普通電源，變頻電源無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，但是同時(shí)它也存在一些有待克服的缺點(diǎn)與局限。主要有：容易產(chǎn)生故障且不易維修、高頻諧波污染、電磁干擾、成本高、發(fā)熱等。</p>

8、;<p><b>　　3、變頻電源技術(shù)</b></p><p>　　目前國(guó)內(nèi)變頻電源主要有兩種：一種為模擬型的，另一種是程控型的。其共同點(diǎn)都是采用正弦脈寬調(diào)制（SPWM）技術(shù)，SPWM電路都使用全橋逆變電路，都是采用硬件實(shí)現(xiàn)；而不同點(diǎn)是模擬型全頻率、電壓處的調(diào)節(jié)旋鈕設(shè)定，由硬件實(shí)現(xiàn)，頻率、電壓調(diào)節(jié)全由硬件完成，主電路與測(cè)量的顯示參數(shù)完全分開(kāi)，即使出現(xiàn)不正常的測(cè)量顯示，也對(duì)正常輸

9、出沒(méi)有影響，并且人機(jī)對(duì)話無(wú)法達(dá)到理想，和上位機(jī)通訊不方便。而程控型的事實(shí)上是數(shù)字-模擬的混合系統(tǒng)，是用196單片機(jī)為控制核心，由程序設(shè)定調(diào)節(jié)頻率、電壓，程序也可以調(diào)節(jié)電壓的有效值，也可由單片機(jī)來(lái)監(jiān)控測(cè)量顯示及其他工作狀，把數(shù)據(jù)傳于上位機(jī)微機(jī)較為方便，但若不合理的工藝布局，或者沒(méi)有編寫(xiě)好程序，則容易發(fā)生死機(jī)復(fù)位的現(xiàn)象。國(guó)內(nèi)除了這兩類外，還有一類使用線性放大技術(shù)的，這種電源市場(chǎng) 占有率很小，而功率只能做到幾千瓦。</p>&l

10、t;p>　　國(guó)外也有兩種，一類為模擬型的，與國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的模擬型原理幾乎一樣；另一種則為程控型的，是以DSP為核心進(jìn)行控制，相比單片機(jī)，DSP的CPU更快、集成度更高、存儲(chǔ)器的容量更大。作為精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)（RISC），DSP可對(duì)反饋電壓有效值和給定電壓有效值的誤差使用PI調(diào)節(jié)，可由DSP完成測(cè)量顯示；也能在一個(gè)周期內(nèi)完成大多數(shù)指令，并且在一個(gè)指令周期內(nèi)可以利用并行處理技術(shù)，完成多條指令，DSP可以和外部的A/D轉(zhuǎn)換器形成精度較高的

11、波形發(fā)生器，提供參考電壓信號(hào)。它不但可以模擬電網(wǎng)電壓的波動(dòng)，產(chǎn)生所需要的動(dòng)態(tài)擾動(dòng)電壓，以便檢查設(shè)備在存在動(dòng)態(tài)擾動(dòng)時(shí)供電電壓的性能；此外，還可以發(fā)出正弦波，模擬全球各地的頻率和電壓，也可以模擬電網(wǎng)電壓的畸變，產(chǎn)生所需要的周期性畸變電壓，用以測(cè)試設(shè)備在供電電壓存在畸變時(shí)的性能。</p><p>　　PWM控制就是對(duì)脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)。即通過(guò)對(duì)一系列脈沖寬度進(jìn)行調(diào)制，來(lái)等效的獲得所需要的波形。PWM波形可分為等幅

12、PWM波和不等幅PWM波兩種。由直流電源產(chǎn)生的PWM波通常都是等幅PWM波。當(dāng)各脈沖的幅值相等，而寬度是按照正弦規(guī)律變化的PWM波形成為SPWM波形。</p><p><b>　　4、整流濾波方法</b></p><p>　　本次使用單相半波整流，他是利用半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娦?，將交流電轉(zhuǎn)換為直流電最基本的方法。整流電路由整流二極管、極性電容和負(fù)載電阻所組成。<

13、;/p><p><b>　　5、逆變方法</b></p><p>　　逆變即叫交流電逆變成負(fù)載需要的交流電?？梢圆捎肦C正弦波振蕩器，通過(guò) RC選頻網(wǎng)路產(chǎn)生正弦波，經(jīng)放大多輸出較為平整的正弦波形。利用RC振蕩器來(lái)發(fā)生中頻變頻信號(hào)。RC振蕩器的原理與LC振蕩器原理類似，都是利用振蕩回路的自激振蕩來(lái)產(chǎn)生正弦波輸出，且輸出頻率較LC振蕩器低，滿足在1KHz的要求，而且因?yàn)檩敵鲱l

14、率F=1/2πRC，也可以通過(guò)改變RC的值來(lái)改變輸出的頻率。所以可以確定為本次逆變部分電路來(lái)使用。</p><p><b>　　小結(jié)</b></p><p>　　作為現(xiàn)在熱門(mén)的電源產(chǎn)品，變頻電源擁有廣闊的發(fā)展前景。不斷發(fā)展的變頻技術(shù)，很明顯將會(huì)使得變頻電源成為主流。本次設(shè)計(jì)通過(guò)借鑒以往和現(xiàn)今所研究的變頻電源的已有成果和理念，來(lái)初步理解設(shè)計(jì)變頻電源的流程以及原理，在設(shè)計(jì)

15、的時(shí)候，從多方面、多角度去考慮問(wèn)題，并且爭(zhēng)取可以進(jìn)一步提高變頻電源的實(shí)用性和可操作性。并通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)對(duì)變頻相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了解和熟悉。</p><p><b>　　[參考文獻(xiàn)]：</b></p><p>　　[1]徐銀泉. 恒壓恒頻單相橋式逆變器的三種SPWM控制方案[J ] . 電氣傳動(dòng),1986 </p><p>　　[2]黃曉林.高品質(zhì)變頻電

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18、葆, 趙永健. 電力電子器件及其應(yīng)用[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2000.1</p><p>　　[10]王志良. 電力電子新器件及其應(yīng)用技術(shù)[M]. 北京: 國(guó)防工業(yè)出版社, 1995</p><p>　　[11]單相交直流SPWM變頻電源設(shè)計(jì)。http://wenku.baidu.com/view/af1637aedd3383c4bb4cd270.html</p>