發(fā)布時(shí)間：2017-07-16 02:07

  本文關(guān)鍵詞：碳化硅MOSFET三相逆變器研究

  更多相關(guān)文章： 碳化硅MOSFET 三相逆變器 空間矢量脈寬調(diào)制 稀土永磁電機(jī)

【摘要】：伴隨著武器導(dǎo)彈系統(tǒng)的全電化快速發(fā)展,電傳作動(dòng)系統(tǒng)將成為新型舵面操縱機(jī)構(gòu)。稀土永磁電機(jī)在結(jié)構(gòu)及其性能方面的優(yōu)勢(shì),使其成為未來(lái)電傳作動(dòng)系統(tǒng)的首選驅(qū)動(dòng)電機(jī)。研究稀土永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化,對(duì)于提升電傳作動(dòng)系統(tǒng)的性能具有重要意義。本文以驅(qū)動(dòng)稀土永磁電機(jī)為目標(biāo),研究基于碳化硅MOSFET的三相逆變器,為稀土永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化打下基礎(chǔ),以期拓展電傳作動(dòng)系統(tǒng)在武器導(dǎo)彈系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。具體的研究工作為:1.在分析電傳作動(dòng)系統(tǒng)特性基礎(chǔ)上,指出其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)小型化的必要性。結(jié)合半導(dǎo)體功率器件的發(fā)展歷程,指出碳化硅器件是未來(lái)電力電子裝置功率開(kāi)關(guān)器件的首選,為電傳作動(dòng)系統(tǒng)的小型化提供新的思路。對(duì)作為開(kāi)關(guān)功能使用的MOSFET,在導(dǎo)通特性、關(guān)斷特性、損耗等方面做了詳細(xì)的分析,指出基于碳化硅材料的MOSFET在相應(yīng)方面的優(yōu)勢(shì)。2.介紹了基于三相全控橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的逆變器工作原理。分析了正弦脈寬調(diào)制和空間矢量脈寬調(diào)制兩種常用逆變器控制方法的基本工作原理,以及最大逆變效率,指出空間矢量脈寬調(diào)制具有更高的逆變效率。結(jié)合空間矢量脈寬調(diào)制的特點(diǎn),對(duì)其軟件編程實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的扇區(qū)確定、各個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通時(shí)間計(jì)算方法,做了詳細(xì)的分析。3.提出基于碳化硅MOSFET三相逆變器的稀土永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。以TMS320F2812為CPU構(gòu)建硬件系統(tǒng),具體包括最小系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)隔離、柵極驅(qū)動(dòng)能力提升、電流采集、逆變器、電源變換等模塊,對(duì)各個(gè)模塊的電路設(shè)計(jì)基本原理做了詳細(xì)的分析。在所設(shè)計(jì)的硬件原理框圖基礎(chǔ)上,采用Altium Designer設(shè)計(jì)了相應(yīng)的電路原理圖和電路PCB板圖。軟件實(shí)現(xiàn)建立在基于恒壓頻比的稀土永磁電機(jī)控制方法基礎(chǔ)上,結(jié)合空間矢量脈寬調(diào)制,給出主程序和中斷服務(wù)程序?qū)?yīng)的軟件流程圖,通過(guò)在CCS開(kāi)發(fā)環(huán)境下編程實(shí)現(xiàn)。4.對(duì)所設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了加工、焊接、調(diào)試。在所建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)基礎(chǔ)上,分別測(cè)試了以碳化硅MOSFET、硅MOSFET、硅IGBT為開(kāi)關(guān)器件構(gòu)建的開(kāi)關(guān)電路特性。測(cè)試結(jié)果表明通過(guò)碳化硅MOSFET構(gòu)建的開(kāi)關(guān)電路在導(dǎo)通延遲時(shí)間、上升時(shí)間、關(guān)斷時(shí)間等方面具有一定的優(yōu)勢(shì),更加接近于理想狀態(tài),有助于基于理想狀態(tài)下提出的斬波控制算法優(yōu)異性能的實(shí)現(xiàn)。以稀土永磁電機(jī)的調(diào)速為目標(biāo),對(duì)逆變器的性能進(jìn)行了測(cè)試。給定轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)速控制性能測(cè)試結(jié)果表明:所設(shè)計(jì)逆變器能夠較好的實(shí)現(xiàn)逆變功能,使系統(tǒng)具有較好的調(diào)速性能。
【關(guān)鍵詞】：碳化硅MOSFET 三相逆變器 空間矢量脈寬調(diào)制 稀土永磁電機(jī)
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN386;TM464
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 符號(hào)對(duì)照表12-14
• 縮略語(yǔ)對(duì)照表14-17
• 第一章 緒論17-23
• 1.1 研究背景和意義17-18
• 1.2 電力電子器件研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3 碳化硅材料在電力電子領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)20-22
• 1.4 本文的主要工作安排22-23
• 第二章 MOSFET工作特性分析23-31
• 2.1 器件基本結(jié)構(gòu)23-24
• 2.2 開(kāi)關(guān)特性24-27
• 2.2.1 理想開(kāi)關(guān)特性分析24-25
• 2.2.2 實(shí)際開(kāi)關(guān)特性分析25-27
• 2.3 損耗分析27-29
• 2.3.1 完全導(dǎo)通損耗27-28
• 2.3.2 開(kāi)關(guān)損耗28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-31
• 第三章 三相逆變器及其控制方法分析31-41
• 3.1 逆變器類型31
• 3.2 三相逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)31-32
• 3.3 三相逆變系統(tǒng)主要控制方法32-40
• 3.3.1 SPWM32-34
• 3.3.2 SVPWM34-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第四章 基于碳化硅MOSFET的三相逆變器設(shè)計(jì)41-57
• 4.1 電路總體設(shè)計(jì)方案41-42
• 4.2 各模塊電路設(shè)計(jì)42-50
• 4.2.1 CPU最小系統(tǒng)42-45
• 4.2.2 PWM隔離45-46
• 4.2.3 柵極驅(qū)動(dòng)能力提升電路46
• 4.2.4 相電流采集電路46-47
• 4.2.5 信號(hào)調(diào)理電路47
• 4.2.6 電源變換電路47-48
• 4.2.7 逆變器設(shè)計(jì)48-49
• 4.2.8 稀土永磁電機(jī)選擇49-50
• 4.3 電路板設(shè)計(jì)50-53
• 4.4 軟件設(shè)計(jì)53-56
• 4.4.1 稀土永磁電機(jī)控制方法53-54
• 4.4.2 TMS320F2812程序編寫54-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 第五章 實(shí)驗(yàn)分析57-63
• 5.1 實(shí)驗(yàn)裝置介紹57-58
• 5.2 開(kāi)關(guān)特性分析58-61
• 5.2.1 開(kāi)通特性59-60
• 5.2.2 關(guān)斷特性60-61
• 5.3 逆變器特性分析61-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 第六章 結(jié)束語(yǔ)63-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 致謝69-71
• 作者簡(jiǎn)介71-72

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：546648