毕业设计---基于MATLAB的三相正弦波变频电源的设计

1、第 0 页 共 34 页 毕 业 设 计毕 业 设 计 ( ( 论 文论 文 ) ) 题题 目目 三相正弦波变频电源仿真设计 专专 业业 电气工程及其自动化 第 1 页 共 34 页 目录目录 第一章 变频器概述 1.1. 变频电源的原理.3 1.2. 变频电源的特点及应用.3 1.3. MATLAB 简介及仿真技术4 1.4. MATLAB 仿真技术在电力电子中的应用6 1.5. 本论文完成内容.8 第二章 变频器硬件设计 2.1 整流单元及供电电源.9 2.2 逆变输出装置及其驱动电路10 2.3 滤波输出及过压过流缺相检测与保护14 2.4 变频电源的控制17 第三章 变频器软件设计 3

2、.1 控制模块设计21 第四章 变频器的 MATLAB 仿真 4.1 MATLAB 在电力电子中的应用.25 1 电力系统工具箱25 2 MATLAB 在变频器中应用及仿真框图27 第五章 结语.34 第 2 页 共 34 页 摘要:本文采用 MATLAB 对变频电源进行系统分析。基于 Simulink 做 了系统仿真，并做了原理性的论证。硬件部分采用 IT 公司的低功耗单片机 MSP430F149 作为主控器件，IR2130 驱动 3 相功率管。控制方式采用传统 的SPWM， 用SPWM专用集成芯片SM2001产生SPWM信号以控制IR2130 的通断。系统采用 PI 反馈控制使硬件系统具良

3、好的稳压功能。另外本文在 硬件设计中对变频电源的过流，过压，缺相等保护功能进行了阐述。 第 3 页 共 34 页 第一章第一章 变频器概述变频器概述 由于我国市电频率固定为 50 Hz，因而对于一些要求频率大于或小于 50 Hz的应用场合，则必须设计一个能改变频率的变频电源系统。目前最常 用的是三相正弦波变频电源。该电源系统主要由整流、逆变、控制回路 3 部分组成。其中，整流部分用以实现 ACDC 的转换；逆变部分用以实现 DCAC 的转换；而控制回路用以调节电源系统输出信号的频率和幅值。 1-1 变频电源的原理 经过 ACDCAC 变换的逆变电源称为变频电源， 它有别于用于电机 调速用的变频调速控制器，也有别于普通交流稳压电源。变频电源的主要 功用是将现有交流电网电源变换成所需频率的稳定的纯净的正弦波电源。 理想的交流电源的特点是频率稳定、电压稳定、内阻等于零、电压波形为 纯正弦波（无失真） 。变频电源十分接近于理想交流电源，因此，先进发达 国家越来越多地将变频电源用作标准供电电源，以便为用电器提供最优良 的供电环境， 便于客观考核用电器的技术性能。 变频电源主要有二大种类： 线性放大型和 PWM 开关型 HY 系列程控变频电源，以微处理器为核心， 以多脉宽调制(MPWM)方式制作,用主动元件 IGBT 模块设计，采用