新型的单相桥式SPWM变频电源的设计.doc（毕业论文58页、17679字）

引   言：随着电力电子技术的飞速发展，正弦脉宽调制（SPWM）变频器也得到了大力的发展，在各个领域内得到了广泛的应用。SPWM变频器主要应用于中小容量，高性能的交流调速系统中，这种新型的变频器具有如下的优点：
(1)  输出电压的幅值和频率均在逆变器内控制和调节，可以方便的实现压频比恒定控制或低频时幅值电压的补偿等功能，系统的动态性能较好;
(2)  功率变化只在逆变器内完成，逆变器可由二极管整流供电，电网的功率因数较高；
  (3)由SPWM逆变器供电的异步电机的电流波形接近正弦波，谐波分量较少，矩阵脉动小，改善了电动机的运行性能。
鉴于正弦脉宽（SPWM）变频器的上述优点，以及在实际电气传动系统中，不同设备对电源的不同需求。本文采用了新型功率器件IGBT和8031AH单片机控制系统，设计了一种新型的单相桥式SPWM变频电源。该变频电源采用恒压频比控制，即U/F为常数，能使主频率在0 ～ 100Hz内可调，且将软件设计和硬件设计结合起来，减少了硬件电路的不必要的成本，又使软件编程不至于繁锁。
本设计由我和张建忠同学合作完成，我主要作硬件原理设计参数计算与软件编程、调试等工作，具体内容在本论文中有详述。而有关硬件绘图、电路仿真及电路介绍等内容可参阅张建忠同学的毕业论文。
由于设计者的能力有限，在设计过程中得到了常宝林老师的悉心教导和大力协助，才将本设计顺利的完成。在此，向指导老师并支持过我们的各位老师表示衷心的感谢。

 
                 目   录

第一章   脉宽调制（PWM）逆变器
一、 脉宽调制技术（PWM）及其分类……………………..
二、 正弦脉宽调制技术………………………………………
三、 同步调制和异步调制……………………………………
四、 SPWM波形的软件生成………………………………

第二章  单相桥式正弦脉宽调制（SPWM）变频电源硬件设计……
一、 设计方案及总体框图…………………………………..
二、 电路原理与参数计算…………………………………..
§1.  主电路……………………………………………………
§2.   驱动电路…………………………………………………
§3.   吸收电路…………………………………………………..
§4.  保护电路………………………………………………….
§5.   控制及接口电路………………………………………….

第三章  软件设计……………………………………………….
一． 对称规则采样法………………………………………….
二． 地址分配………………………………………………….
三． 程序设计…………………………………………………..
四． 程序调试与仿真…………………………………………
五． 程序清单……………………………………………………
结束语……………………………………………………………….
参考文献……………………………………………………………
外文翻译……………………………………………………………

第一章   脉宽调制逆变器
一、脉宽调制（PWM）技术及其分类
在电气传动系统中，广泛的应用的PWM控制技术是利用半导体开关器件的导通与关断把直流电压变成电压脉冲列，并通过控制电压脉冲的宽度或周期以达到变压目的，或者控制电压脉冲宽度和脉冲序列的周期以达到变压变频的目的的一种控制技术。PWM控制技术可分为多种，而且还在不断的发展。从控制思想上可分为四种：等脉宽PWM法，正弦脉宽PWM(SPWM)法，磁链追踪PWM法和电流追踪PWM法。

二． 正弦脉宽（SPWM）技术
SPWM法是为克服直流脉宽调制（PWM）的缺点（其输出电压中含较大的谐波分量）而发展起来的。它从电动机的供电电源的角度出发，着眼于如何产生一个可调频、调压的三相正弦波电源，具体方法如图所示：