發(fā)布時間：2018-08-24 16:35

【摘要】：隨著高新技術(shù)的發(fā)展,交流穩(wěn)壓器廣泛應(yīng)用于航天技術(shù)、軍事科技、醫(yī)療設(shè)備、通信工程和大型實驗室,用電設(shè)備不僅對交流穩(wěn)壓器的供電質(zhì)量要求越來越高,而且對交流穩(wěn)壓器輸出功率也提出了嚴格的要求;但傳統(tǒng)的交流穩(wěn)壓器存在嚴重的機械磨損、工作壽命短、輸出精度低、動態(tài)響應(yīng)速度慢、抗干擾能力差、以及帶負載能力不強等缺點,已不能滿足高精度用電設(shè)備的需求。針對目前交流穩(wěn)壓器存在的不足,本文設(shè)計了一種基于新型數(shù)據(jù)采集方法的大功率斬波補償式交流穩(wěn)壓器。鑒于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的精度對交流穩(wěn)壓器穩(wěn)壓精度和動態(tài)性能產(chǎn)生非常大的影響,在力求系統(tǒng)性價比最大化條件下,根據(jù)PWM控制技術(shù)的面積等效原理,設(shè)計了一種新型的數(shù)據(jù)采集方法,該方法把輸入信號經(jīng)過調(diào)理電路后與固定頻率的三角波進行比較放大轉(zhuǎn)換成PWM脈沖信號,同時微處理器通過門控定時器計量PWM脈沖高電平次數(shù),從而快速準確地計算輸入信號值。為了增大輸出功率,本文運用了交錯并聯(lián)Buck技術(shù),微處理器輸出兩對互補PWM脈沖信號控制兩路交流Buck斬波回路在交替時序下工作,這樣流過開關(guān)管的電流僅僅是總輸出電流的二分之一,在開關(guān)管型號不變的情況下,擴大了總輸出電流,提高系統(tǒng)帶負載能力。本設(shè)計通過數(shù)據(jù)采集模塊對輸入電壓、輸出電壓、輸入電流進行采集,通過微處理器STM32F205計算處理后,調(diào)節(jié)PWM脈沖信號的占空比來改變補償電壓大小,同時控制橋式雙向晶閘管開關(guān)順序改變補償電壓方向,實現(xiàn)對輸出電壓的正反補償,調(diào)整和穩(wěn)定輸出電壓。交流穩(wěn)壓器還通過RS-485總線與上位機進行通信,遠程實時管理和監(jiān)測交流穩(wěn)壓器運行狀態(tài),實現(xiàn)了交流穩(wěn)壓器的數(shù)字化管理。本設(shè)計的大功率交流穩(wěn)壓器具有穩(wěn)壓精度高、抗干擾能力強、動態(tài)響應(yīng)速度快、輸出功率大等特點。最后,對樣機進行了實驗測試,從測試數(shù)據(jù)來看,該交流穩(wěn)壓器運行穩(wěn)定,達到了預(yù)期的設(shè)計目標。
[Abstract]:With the development of high and new technology, AC regulator is widely used in aerospace technology, military science and technology, medical equipment, communication engineering and large laboratory. But the traditional AC regulator has serious mechanical wear, short working life, low output precision, slow dynamic response speed and poor anti-interference ability. It can not meet the demand of high-precision electric equipment because of its weak load capacity. Aiming at the deficiency of AC voltage regulator at present, a high power chopper compensation AC regulator based on new data acquisition method is designed in this paper. In view of the great influence of the precision of the data acquisition system on the voltage stabilization accuracy and dynamic performance of the AC voltage regulator, under the condition of maximizing the cost performance ratio of the system, according to the area equivalence principle of the PWM control technology, A new data acquisition method is designed, which converts the input signal into a PWM pulse signal after the input signal is compared with the fixed frequency triangular wave after conditioning circuit. At the same time, the microprocessor uses a gated timer to measure the number of high level PWM pulses, so that the input signal can be calculated quickly and accurately. In order to increase the output power, the interleaving parallel Buck technology is used in this paper. The microprocessor outputs two pairs of complementary PWM pulse signals to control two AC Buck chopping circuits working in alternating sequence. The current flowing through the switch tube is only 1/2 of the total output current, which expands the total output current and improves the load capacity of the system. The design collects the input voltage, output voltage and input current through data acquisition module, and adjusts the duty cycle of PWM pulse signal to change the compensation voltage after the microprocessor STM32F205 calculation and processing. At the same time, the bridge type bi-directional thyristor switch is controlled to change the direction of compensation voltage sequentially, to realize the positive and negative compensation of output voltage, to adjust and stabilize the output voltage. The AC regulator also communicates with the upper computer through the RS-485 bus, manages and monitors the running state of the AC regulator in real time, and realizes the digital management of the AC regulator. The designed high power AC regulator has the advantages of high voltage stabilization accuracy, strong anti-interference ability, fast dynamic response speed and large output power. Finally, the prototype is tested and the test data show that the AC regulator runs stably and achieves the desired design goal.
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM44

【參考文獻】

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本文編號：2201390