逆变器数控算法的研究与实现毕业设计论文

毕业论文声明本人郑重声明：1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。

除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。

对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。

本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。

3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。

4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。

论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。

论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。

对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。

学位论文作者（签名）：年月关于毕业论文使用授权的声明本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。

本人完全了解大学有关保存，使用毕业论文的规定。

同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版，允许论文被查阅或借阅。

本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。

如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为大学。

本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。

本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。

在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。

论文作者签名：日期：指导教师签名：日期：毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订教研室（或答辩小组）及教学系意见- VII -- VIII -第1章绪论1.1引言DC/AC逆变器是将直流电能变换成交流电能的变流装置，给交流负载供电或与交流电网并网发电。

逆变器可利用直流电（蓄电池、开关电源、燃料电池等）转换成交流电为电器提供稳定可靠的用电保障，如笔记本电脑、手机、手持PC、数码相机以及各类仪器等；逆变器在风能、太阳能领域还可与发电机配套使用，能有效地节约燃料、减少噪音，将风能、太阳能等可再生的绿色能源应用到生产和生活中，可以有效地解决能源危机和环境污染问题。

逆变电源的负载可能具有不同的性质，如阻性负载、感性负载和整流型负载等，当某一负载投入运行时，特别是非线性负载，很可能引起逆变器的输出电压波形周期性畸变，谐波增加。

谐波对供电系统的污染日益严重，他对各种电气设备都有不同程度的影响和危害[1]，其危害主要体现在以下几个方面：(1)谐波使公用电网的元件产生附加的谐波损耗，降低了发电、输电以及用电设备的效率，大量的三次谐波电流流过中线时会使线路过热甚至发生火灾；(2)谐波会引起电机和变压器发热，振动加剧，运行效率降低；(3)谐波对电容器的影响和危害很大，其损害机理包括电效应、热效应和机械效应。

在谐波作用下，内部介质更容易发生局部放电，电容内部发热和温升增加，电容的接线与外壳之间、内部极板之间可能产生机械共振引起介质的机械损耗；(4)谐波会导致某些继电器保护装置误动作，致使系统无法正常运行，还会使电气测量仪器失准，影响计量精度；(5)谐波干扰中的高次成分会对通讯、控制系统造成干扰，轻者产生噪音，重者导致信息丢失，造成系统无法正常工作。

由此可见，逆变电源向各种负载提供高质量的电能具有重要的意义，这- IX -样，也就逐渐显示出了逆变电源输出波形控制技术的重要性。

总的来讲，逆变电源的输出波形质量包括以下两个方面的内容：(1)具有良好的稳态精度：在稳态下，输出波形畸变小即谐波含量低。

(2)具有良好的动态特性：在负载扰动的情况下，输出波形的变化幅度小，调节过程迅速。

因此，如何提高逆变电源输出波形的质量，研究逆变电源的各种先进控制技术，已经成为近年来国内外学者研究的热点。

1.2逆变电源控制技术1.2.1控制技术的重要性对于逆变电源，在性能上除了需满足可靠性、体积、重量、效率、电磁兼容性(EMC)等基本指标之外，在供电质量方面首要的要求就是高质量的输出电压波形。

对于由理想开关构成、并且只带线性负载的SPWM（Sine Pulse Width Modulation-正弦波脉冲宽度调制）逆变器，只要实施某种SPWM技术，不难获得理想的正弦波电压。

然而实际运行中，有很多因素导致逆变电源输出波形产生畸变[2]，主要包括：(1)PWM(Pulse Width Modulation－脉宽调制)调制方式和死区效应；(2)输出滤波器参数变化；(3)负载性质变化(尤其是整流型非线性负载)造成的强扰动。

在逆变器应用场合，造成波形畸变的主要原因为负载性质变化和死区效应。

非线性负载是影响逆变器输出电压波形质量的主要因素。

非线性负载大多含有非线性元件，其伏安特性呈现非线性。

对于这种负载，即使供电电压为标准的正弦波，负载电流也是严重畸变的，其中包含丰富的低次谐波。

由于逆变器的输出阻抗不为零，所以这些低次谐波电流必然在逆- X -- XI -变器输出端产生谐波压降，导致输出电压波形畸变。

如今逆变电源的负载大多是非线性的[3]，其中常见的是二极管整流型负载，如图1-1所示。

图1-1 带非线性负载的全桥逆变器Fig.1-1 Full-bridge inverter with nonlinear load 分析图1-1所示的单相桥式逆变器带整流桥非线性负载的电路，整流桥开通时，电路含有两个电容和两个电感，根据电工理论基本知识，此时输入输出的传递函数为一个典型的四阶环节，可以由下式表示：()()()()()4433221022101//s a s a s a s a a s b s b b s V s V s G in out ++++++== (1-1)式中各系数与电路中各参数1L 、1C 、2L 、2C 和R 有关。

()s G 1表示一个四阶稳定的线性系统，设输入电压()t v in 为纯正弦信号，即()t t v in ωsin =，则输出电压()()()()ωωωj G t j G t v out 11sin ∠+=。

显然，输出为正弦波，且相对输入信号有相移()ωj G 1∠，其幅值变为()ωj G 1。

实际逆变电路中，输入电压()t V in 虽是由控制方式决定SPWM 波，其中含有谐波分量，但谐波分量大都可被LC 滤波器滤掉，所以输出电压仍具有较好的正弦度。

整流桥关断时，电路中只含有滤波电路中的电感和电容，根据电工理论基础知识，此时输入输出的传递函数为典型的二阶环节，由下式表示：()()()()1/1/112112++==s C r s C L s V s V s G in out （1-2）- XII -同理，其输出电压为()()()()ωωωj G t G t v j out 22sin ∠+=，稳态输出为一正弦波。

可见整流桥通、断时，输出是两个不同幅值、不同相移的正弦波，对输入信号具有不同的响应。

通过傅立叶分析可知，()t v out 中含有丰富的谐波分量，导致波形畸变。