单相并网逆变器设计报告

实验源程序： interrupt void epwm1_isr(void)
{ /*****************上溢中断计算正弦值**************************/ l= (PID_PRD/2) * (1 + M * lw_sin[k]); //M调制比 temp=(unsigned int)l; if(temp>=13 && temp<=PID_PRD*0.99) sin_table=temp; else { if(temp>PID_PRD*0.99) sin_table=PID_PRD*0.99; else sin_table=13; } EPwm2Regs.CMPA.half.CMPA =sin_table; //EPwm2Regs.TBPRD =PID_PRD ;
2014-5-28
软件设计
------电压闭环算法设计
本次设计 电网电压有效值作为给定，逆变后输出电压作为反馈，利用PI调节器实现 输出实时跟踪电网。实验结果表明参数整定合理，跟踪性能良好。
1.瞬时交流采样算法： 算法原理简述： 有效值
1 N 1 2 U un N n0
（本次设计N=50）
单 相 并 网 逆 变
2、设计思路
设计思路及结果
系统结构框图
硬件设计
软件设计
单 相 并 网 逆 变
系统结构框图
（由PISM绘制）
Uout
霍尔电压传感器 液晶显示
调理电路
反馈
IGBT 驱动模块
DSP28335控制器
给定
调理电路 过零检测模块
2014-5-28
霍尔电压传感器 电网
硬件设计（1）
电压调理电路：将电网交流电压转换为0~3v正弦方式变化的直流电。
注：正弦数组初始化还可以利用matlab
产生，然后导入程序。
2014-5-28
} interrupt void epwm1_isr(void) { EPwm1Regs.CMPA.half.CMPA =sin_table[k++];//对吗？ if(k>=N/2) {k=0;dir =~ dir; } if((k%4)==0) AdcRegs.ADCTRL2.bit.SOC_SEQ1 = 1; if(dir==0) { GpioDataRegs.GPADAT.bit.GPIO2=1; delay(3); GpioDataRegs.GPADAT.bit.GPIO3=0; } else { GpioDataRegs.GPADAT.bit.GPIO3=1; delay(3); GpioDataRegs.GPADAT.bit.GPIO2=0; } EPwm1Regs.ETCLR.bit.INT = 1; PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP3; }
} else k++; EPwm1Regs.ETCLR.bit.INT = 1; PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP3;
}
2014-5-28
软件设计
------SPWM调制算法
方案二： 双极性调制方式
实测波形：
（滤波前）
（滤波后）
结论：双极性调制方式对比单极性调制改善相当明显。 故选用双极性调制方式。
瞬 时 交 流 采 样
PI 调 节 器
AdcRegs.ADCTRL2.bit.RST_SEQ1 = 1; // Reset SEQ1 AdcRegs.ADCST.bit.INT_SEQ1_CLR = 1; // Clear INT SEQ1 bit PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1; // Acknowledge interrupt to PIE return;
2014-5-28
}
软件设计
------锁相算法设计
输出电压（或者电流）与电网电压同频同相是最基本也是重要的模块。 数字锁相算法一般分为：1.指针归零法; 2.先同频在同相; 3.同时调频调相。 由于时间紧迫，本次设计选择较为简单的指针归零法。 但实验效果良好。
实测波形：
由图可知电网电压和输出电压同频同相，性能良好。
200
点 正 弦 数 组 初 始 化
软件设计
------SPWM调制算法
方案一： 单极性调制方式
实测波形：
（滤波前）
（滤波后）
结论：单极性调制方式在过零时存在较大的畸变。 在尝试了很多改善方法后，发现若不根本改变调制方式，很难取得较大改善。
2014-5-28
软件设计
------SPWM调制算法
方案二：双极性调制方式
2014-5-28
谢谢！
2.PI电压闭环调节器： 算法原理简述：（增量式PI） u k KP (ek ek 1 ) KI ek
2014-5-28
电压跟踪闭环算法： 实验源程序：
实验波形：
（加个波形）
interrupt void adc_isr(void) { ceshi_1 = AdcRegs.ADCRESULT0 >>4; Voltage1_1 =(ceshi_1-AD_UP)*AD_UL; //电网电压 ceshi_1 = AdcRegs.ADCRESULT3 >>4; Voltage1_2 =(ceshi_1-AD_UP)*AD_UL; //电网电压 ceshi_1 = AdcRegs.ADCRESULT6 >>4; Voltage1_3 =(ceshi_1-AD_UP)*AD_UL; //电网电压 Voltage1[ConversionCount] =( Voltage1_1 +Voltage1_2 +Voltage1_3 )/3 ; // 电网电压 /* Current_1 = (( AdcRegs.ADCRESULT1 >>4)-AD_UP)*AD_UL; //输出电流 Current_2 = (( AdcRegs.ADCRESULT4 >>4)-AD_UP)*AD_UL; //输出电流 Current_3 = (( AdcRegs.ADCRESULT7 >>4)-AD_UP)*AD_UL; //输出电流 Current[ConversionCount] =( Current_1+ Current_2+ Current_3)/3; // 输出电流 */ ceshi_2 = AdcRegs.ADCRESULT2 >>4; Voltage2_1 =(ceshi_2 - AD_UP) * AD_UL_2; //输出电压 ceshi_2 = AdcRegs.ADCRESULT5 >>4; Voltage2_2 =(ceshi_2 - AD_UP) * AD_UL_2; //输出电压 ceshi_2 = AdcRegs.ADCRESULT8 >>4; Voltage2_3 =(ceshi_2 - AD_UP) * AD_UL_2; //输出电压 Voltage2[ConversionCount] = ( Voltage2_1 + Voltage2_2 + Voltage2_3 ) / 3; // 输出电压 VOL_1 = VOL_1 + Voltage1[ConversionCount] * Voltage1[ConversionCount]; VOL_2 = VOL_2 + Voltage2[ConversionCount] * Voltage2[ConversionCount]; if(ConversionCount > 48) { ConversionCount = 0; VOL_1_OUT = sqrt(VOL_1/50); VOL_2_OUT = sqrt(VOL_2/50); error_m = VOL_1_OUT - VOL_2_OUT; //电网电压- 输出电压 PID_M = KP_M * (error_m - error_m_last ) +KI_M * error_m ; /********限幅********/ if(PID_M > 0.2) PID_M = 0.2; if(PID_M < -0.2) PID_M = -0.2; error_m_last = error_m ; VOL_1 = 0; VOL_2 = 0; M += PID_M; //更新调制比 // if(M>0.999) //M = 0.999; } // Write_order(0x88); // delay(3); else ConversionCount++;
西安科技大学
单相并网逆变器
• 导师：高赟 • 组员：贾永博
王元浩
方愿岭
单相并网逆变器
1、研究背景及意义 2、设计思路及结果
1、研究背景及意义
随着我国社会主义市场经济的高速增长，我国已成为全球第一大 煤炭生产国，第二大能源消费国。未来5～10年，我国煤炭国内生产 总量基本能够满足国内消费量，然而，原油和天然气的生产则不能满 足需求，其中原油的缺口最大，特别是自1992年以来，我国石油进 口剧增，年均增长率达到35％左右。我国已成为全球第三大石油进口 国。另外，煤炭、石油、天然气等常规能源在满足我国能源需求的同 时，也对我国生态环境造成了严重的破坏作用。太阳能是人类取之不 尽用之不竭的可再生能源，具有储量的无限性、存在的普遍性、开发 利用的洁净性以及逐渐显露出来的经济性等优势，它的开发利用是最 终解决常规能源特别是化石能源带来的能源短缺、环境污染和温室效 应等问题的有效途径，是人类理想的替代能源[3-5]。 目前，光伏逆变电源存在的主要问题是可靠性不高、效率低，这 制约了户用交流光伏电源系统的推广和使用，因此设计一种高可靠性， 高效率，低价格并且低污染的新型逆变电源在目前乃至今后能源消耗 需求极大又缺少资源的现实条件下显得尤为重要。
void init_sintable() {
static float l; static int nn=0; unsigned int temp; if(nn<=N/2) { l=3750*(M*sin1[nn]);//M为调制比 temp=(unsigned int)l; if(temp>=75 && temp<=3675) sin_table[nn]=temp; else { if(temp>3675) sin_table[nn]=3675; else sin_table[nn]=75; } nn=nn+1; } //计算占空比表达式
EPwm1Regs.CMPA.half.CMPA =sin_table; //EPwm1Regs.TBPRD =PID_PRD ; if((k%4)==0) {
AdcRegs.ADCTRL2.bit.SOC_SEQ1 = 1; }
if(k>=199) { k=0;
注：双极性调制时遇到的关键问题 dsp28335中多个EPWM模块的同步问题。 有两种解决办法。
硬件设计（3）
过零检测电路： 方案2电路：
方案2波形：
实验表明该电路在电压较高时具有非常好的实用价值。如220V时，过零上升时间为300us，满足实验 要求。但在低压时，无法使用，上升时间太长（可达数10ms）。
2014-5-28
软件设计
------SPWM调制算法
方案一：单极性调制方式
ห้องสมุดไป่ตู้
实验源程序：
实测波形：
结论：从实测波形可以看出，本次选用的电压调理电路达到了预期效果，可以选用。
2014-5-28
硬件设计（2）
过零检测电路： 方案1电路：
方案1波形：
放大后过零点附近，由 于外界干扰，会产生剧烈 波动。（波形和右图相似）
结论：该电路在正常情况下无法使用，需要在软件中做算法优化，或者 2014-5-28 需要改进，或者放弃不用。