基本信息
- 项目名称：
- 基于SOPC的变频逆变电源的设计
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 利用Altera公司的Cyclone III系列FPGA，基于SOPC技术对变频逆变电源进行设计与开发。实现了硬件电路和系统软件的设计，并搭建了实验平台，实现了逆变电源的输出电压频率在5~50Hz内连续可调。
- 详细介绍：
- 采用Altera公司的Cyclone III系列FPGA完成了SPWM脉冲的生成，以及相关控制策略的实现。逆变电源输出电压频率可以在5~50Hz内连续可调。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本课题致力于实现变频逆变电源的控制系统，围绕逆变电源以及变频调速系统进行多方面的研究。 本课题的研究思路和方法是：首先对逆变电源的工作原理进行分析，分别在三相静止坐标系和αβ坐标系下建立三相全桥逆变电源的数学模型，之后分别在连续域和离散域中给出其传递函数表达式，并对输出滤波参数进行合理设计。然后对变频逆变电源的控制方法进行分析比较，同时对交流变频调速技术进行介绍，并重点阐述本系统所采用的逆变电源的双闭环控制和转速闭环转差频率控制的变压变频调速控制系统以及SPWM的数字化实现方案。进而对逆变电源的主电路及其数字控制系统的硬件和软件分别进行设计，绘制出主要程序模块的流程图，最后建立三相全桥逆变电源控制异步电动机进行变压变频调速的仿真模型，对影响变频逆变电源性能的因素进行了仿真分析，搭建出本课题所设计的实验平台，通过实验进一步验证系统设计的有效性、可行性。 创新点、技术关键：采用Altera公司的CycloneⅢ系列FPGA，利用SOPC技术，实现变频逆变电源数字控制系统的综合设计与开发。
科学性、先进性
- 利用全新的SOPC技术实现变频逆变电源的设计能够最大程度上将各个控制系统模块整合到高集成度的FPGA中。FPGA具有很多逻辑上的优势，信号运算周期快，而且带32位指令的NiosII处理器的嵌入，使FPGA可以完成控制算法的软件设计，从而设计出高性能的控制系统。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 已完成
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 通过示波器查看逆变电源产生的电压波形。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 研究成果的预计去向及使用范围：变频逆变电源控制器、不间断电源UPS、高压直流输电或柔性交流输电、风电并网、太阳能发电并网、微电网中各个微电源的控制等。
同类课题研究水平概述
- 目前市场上的逆变电源产品主要来自日本或欧美国家，即使是国产设备，其核心模块也是外国货。中国在半导体制作工艺技术上和世界先进水平有一定差距，但在电力电子器件的应用方面我们并不落后。在各领域的实际应用中，逆变电源的应用非常广泛，使其输出不同的电压，不同的功率，可以适用于不同的需要。
