1、 本科生毕业论文本科生毕业论文( (设计设计) )开题报告书开题报告书 题 目 三相 pwm逆变器的研究与设计 学生姓名 学 号 专业班级 指导老师 2011 年 12 月 31 日 论文 （设计） 题目 三相 pwm逆变器的研究与设计 课题目的、意义及相关研究动态： 目 的： 综合运用所学知识，如模拟电子技术 、 数字电子技术 、 自动控制原理 、 微机原理 、 单片机原理与应用 ，设计一个 一个三相 pwm 逆变器，包括主电路和控制回路。主电路由 IGBT 构成， 控制回路包括波形发生器、 IGBT 驱动电路、 IGBT 保护电路、 人机接口单元、电源电路等等。 意 义： 1）对以前所学知
2、识进行系统的复习，全面的综合并将其联贯。 2）学会了独立的分析和解决问题和进行相关社会调查的能力 3）学会了查阅文献的方法和培养查阅文献的良好习惯。 4）提高专业相关外文的阅读、翻译能力。提高专业英语水平。 5）提高编写程序的水平，优化软件结构。提高电脑绘图水平。 研究动态： PWM 控制技术一直是变频技术的核心技术之一。1964 年 A.Schonung和H.stemmler首先提出把这项通讯技术应用到交流传动 中，从此为交流传动的推广应用开辟了新的局面。 从最初采用模拟电路完成三角调制波和参考正弦波比较，产生 正弦脉宽调制 SPWM 信号以控制功率器件的开关开始， 到目前采用 全数字化方案
3、，完成优化的实时在线的 PWM 信号输出，可以说直 到目前为止，PWM 在各种应用场合仍在主导地位，并一直是人们 研究的热点。 由于 PWM 可以同时实现变频变压反抑制谐波的特点。由此在 交流传动及至其它能量变换系统中得到广泛应用。PWM 控制技术 大致可以为为三类，正弦 PWM（包括电压，电流或磁通的正弦为 目标的各种 PWM 方案，多重 PWM 也应归于此类） ，优化 PWM 及 随机 PWM。正弦 PWM 已为人们所熟知，而旨在改善输出电压、电 流波形，降低电源系统谐波的多重 PWM 技术在大功率变频器中有 其独特的优势（如 ABB ACS1000 系列和美国 ROBICON 公司的完
4、美无谐波系列等） ； 而优化 PWM 所追求的则是实现电流谐波畸变率 （THD）最小，电压利用率最高，效率最优，及转矩脉动最小以及 其它特定优化目标。 在 70 年代开始至 80 年代初，由于当时大功率晶体管主要为双 极性达林顿三极管，载波频率一般最高不超过 5kHz，电机绕组的电 磁噪音及谐波引起的振动引起人们的关注。 为求得改善， 随机 PWM 方法应运而生。其原理是随机改变开关频率使电机电磁噪音近似为 限带白噪音（在线性频率坐标系中，各频率能量分布是均匀的） ，尽 管噪音的总分贝数未变，但以固定开关频率为特征的有色噪音强度 大大削弱。正因为如此，即使在 IGBT 已被广泛应用的今天，对于
5、 载波频率必须限制在较低频率的场合，随机 PWM 仍然有其特殊的 价值（DTC 控制即为一例） ；别一方面则告诉人们消除机械和电磁 噪音的最佳方法不是盲目地提高工作频率，因为随机 PWM 技术提 供了一个分析、解决问题的全新思路。 课题的主要内容（观点） 、创新之处： 常规的 PWM 逆变电路中的电力电子开关器件在大电压下导通，大电流下 关断，处于强迫开关过程，因而存在开关损耗大，工作频率低，体积大及电磁 干扰严重等缺点，因此研究该课题具有实际意义。 软开关技术是使功率变换器得以高频化的重要技术之一, 它应用谐振的原 理, 使开关器件中的电流(或电压) 按正弦或准正弦规律变化。当电流自然过零
6、时, 使器件关断(或电压为零时, 使器件开通) , 从而减少开关损耗。它不仅可以 解决硬开关变换器中的硬开关损耗问题、容性开通问题、感性关断问题及二极 管反向恢复问题, 而且还能解决由硬开关引起的 EMI 等问题。 当开关频率增大到兆赫兹级范围, 被抑制的或低频时可忽视的开关应力和 噪声, 将变得难以接受。谐振变换器虽能为开关提供零电压开关和零电流开关 状态, 但工作中会产生较大的循环能量, 使导电损耗增大。 为了在不增大循环能 量的同时, 建立开关的软开关条件, 发展了许多软开关 PWM 技术。 它们使用某 种形式的谐振软化开关转换过程,开关转换结束后又恢复到常规的 PWM 工作 方式,但它的谐振电感串联在主电路内, 因此零开关条件与电源电压、负载电流 的变化范围有关, 在轻载下有可能失去零开关条件。 为了改善零开关条件, 人们 将谐振网络并联在主开关管上, 从而发展成零转换 PWM 软开关变换器, 它既 克服了硬开关
