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4.4采集信号数字控制 21
4.5 小结 22
第五章 结论与展望 23
5.1 全文工作总结 23
5.2 展望 23
致谢 24
参考文献 25
第一章 绪论
1.1课题背景及意义
逆变技术作为电力电子技术中最主要、最核心的技术，主要应用于各种逆变电源、开关电源、交流电源、稳压电源电力系统的无功补偿、电力有源滤波器电池静置发电站等。本文主要对SPWM逆变器数字控制系统的设计进行研究。
如今，伴随着自动控制技术和电力电子技术的快速发展，在各个领域当中对逆变电路的性能要求也越来越高，单纯的模拟、开环控制越来越不能满足人们的需求。作为更高性能的逆变电源必须要有较高的功率因数、较高的稳定性、可靠性、灵敏性以及抗干扰性能。
因此逆变电路必须有更高的性能的控制技术，才能满足现代人们的需求。
起初，逆变电路多使用模拟控制技术。但是这种控制技术存在很多弊端，例如：在电路的构成上面需要很多的分散元件，成本非常高，而且器件老化时会使得电源的输出性能降低。这就使人们开始追寻其他方法来克服这些问题。
随着DSP的出现，数字控制技术越来越被人们认同。而数字控制技术所带来的优点已经显而易见，如下从功能和成本两方面进行分析：
（1）成本上：数字控制使逆变电路的功率变换装置更加简化，在同样的成本条件下，数字控制要比 模拟控制更加节省。
（2）功能上：数字控制使系统的可靠性有了显著的提高，使系统的智能化程度变得更高，性能更强。
虽然说控制系统有很多的优点，但是它在逆变系统中仍有很多的问题需要解决。当然随着电力电子技术和DSP的快速发展，相信这些问题终将将被一一克服。本文也将选取数字控制完成SPWM逆变。
1.2 PWM逆变技术
与整流相对，把直流变交流称作逆变。逆变电路作为逆变系统中最主要的环节，是系统完成逆变过程的关键。本文主要讨论的是电压型逆变。
正常情况下，逆变电路通常由三部分构成：输入所需要的逆变电源、控制系统电路通断的开关器件和对输出电压进行滤波的输出滤波电路。
在电压型逆变电路中，直流侧为电压源或并联大电容，而且直流侧的电压几乎没有脉动产生；交流侧的输出电压是矩形波，输出的电流和相位则与负载的阻抗有关。在逆变系统中，当负载为阻感负载时，需要在逆变器的开关器件上并联一个二极管，主要起续流反馈作用。
在远距离输电以及各种动力设备等大多数的场合当中使用的都是工频交流电源。目前生成正弦波采用的多是全桥电路，只是对开关晶体管的控制采用PWM脉宽调制或移相控制或调频控制等方式。
本文选用PWM脉宽调制方式。
1.3 PWM基本原理
逆变电路的脉宽调制主要是通过系统电路中开关器件的通断来完成的。通过不同的开关器件的导通或关断，输出一组幅值相等宽度不等的脉冲信号。从而得到了各种等效波形，例如等效正弦波等。
把直流电转换成交流电使用的是面积等效原理，通过把一个正弦半波分成若干份，并把这些相连的若干份正弦波当成宽度相等幅值不相等的矩形脉冲。然后把这些脉冲换成幅值相等但是宽度不同的脉冲（脉冲所在的中心位置不变），反向正弦波同样。这样就得到了一组完整的PWM脉宽波形。
图1.1 SPWM脉冲波
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