3相pwm控制电路毕业论文

摘 要 本文设计了一套用于驱动低压三相异步电机的逆变电源。由于日常生活中很多场合用电设备都不便利干脆运用沟通电网供应的电源工作，从而将已有的直流电进行逆变得到须要的沟通电的逆变技术具有很大的应用空间。本文设计的逆变电源由48v直流电压源供电，是电压型逆变电源。电源主体电路为三相全桥逆变电路，开关器件采纳MOSFET IRF640, IRF640的栅极限制信号为PWM波。电源系统利用PIC18F2431用软件方法生成最初的六路PWM波形，经半桥驱动IR2103S后输出作为三相逆变全桥电路的六个桥臂的限制信号。 本文还设计了过电流爱护电路。通过运放LM358两个管脚电平的比较，当主电路电流过大时，LM358送给单片机一个限制信号，单片机关闭输出信号避开电路损坏。 通过与上位机联机调试，测取了单片机输出的PWM波，IR2103S输出的栅极限制信号以及驱动三相异步电机时电机的电压电流波形，并进行了分析。 关键词逆变电源，三相异步电机，脉宽调制 ABSTRACT In this paper, a kind of inverter is designed to drive asynchronous motors. Because the AC supply is not always available to all of the electrical equipments ,the technology of inversion has an vast application. The inverter designed in this paper is supplied by an 48-volt DC voltage source. The triphase full-bridge circuit is used as the main circuit of the inverter. Six mosfets IRF640N are took as switching devices, and their grids are controlled by PWM signals. The system uses PIC18F2431 to create PWM waves by software. This thesis also designed a protecting circuit for excess current. By comparing two voltages on its pins, LM358 sends a signal to PIC18F2431 when the excess current appears. PIC18F2431 shut the outputs to protect the whole circuit. The waves, including the PWM output, the signals from IR2103S as well as the voltage wave and current Wave, are measured by connecting the system with computer and then are analysed. KEY WORDS inverter, three-phase asynchronous motors, PWM 目 录 摘 要1 ABSTRACT2 目 录3 前 言5 第1章 逆变电源的基本理论8 1.1 逆变电源的发展及现状8 1.2 逆变电路分类9 1.3 三相PWM逆变器的电路拓扑10 1.4 电压型三相全桥逆变电路11 第2章 逆变电路的限制技术15 2.1 逆变电源限制技术的发展15 2.2 PWM概述16 2.3 PWM基本原理19 2.3.1 面积等效原理19 2.3.2 同步调制与异步调制19 2.3.3 自然采样法与规则采样法21 2.4 三相SPWM22 第3章 逆变电源硬件电路设计25 3.1 电路原理图25 3.2 PIC18F2431简介26 3.3 驱动电路29 3.3.1 IR2103S简介29 3.3.2 驱动电路分析32 3.3.3 死区时间分析33 3.4 逆变电路35 3.4.1 IRF640N简介35 3.4.2 IRF640N工作特性37 3.5 爱护电路38 3.6 电源电路40 3.7 逆变电源工作过程42 第4章 试验结果与分析43 4.1 单片机输出的PWM波形及分析43 4.2 逆变电路开关器件栅极限制信号及分析44 4.3 带电动机负载后电压、电流波形46 第5章 谐波分析48 5.1 谐波产生缘由48 5.2 谐波补偿技术48 5.2.1 一种特定谐波消去法（Selected Harmonic Elimination PWMSHEPWM）48 5.2.2 谐波补偿技术51 第6章 全文小结53 致 谢54 参考文献55 前 言 随着限制技术的发展，很多场合的用电设备都不是干脆运用公用沟通电网供应的沟通电作为电能源，而是通过各种形式对其进行变换，从而得到各自所需的电能形式。它们的幅值、频率、稳定度及其变更方式因用电设备的不同而不尽相同，如通信电源、不间断电源、医用电源、充电器等，它们所运用的电能都是通过整流和逆变组合电路对原始电能进行变换后得到的。小型化、数字化、高性能的逆变电源具有广泛的应用前景。 电源技术主要探讨如何利用电力电子技术对功率进行变更和限制，它广泛运用现代逆变技术、电磁技术、电子技术和计算机技术等学科的理论，具有较强的综合性。本课题主要设计了一种逆变电源，该电源用于给低压三相异步电动机供电。 现代逆变技术是电源技术的基础，它是探讨现代逆变电路的理论和应用设计方法的一门科学，是建立在现代限制技术、电力电子技术、半导体变流技术、脉宽调制（PWM）技术、磁性材料等学科基础之上的一门好用技术。采纳逆变技术有很多优越性，通过限制驱动信号，可以限制逆变电路的工作频率和输出时间比例，从而使输出电压或者电流的频率和幅值依据设备工作的要求来敏捷的变更。 本文设计的逆变电源是将稳定的48v直流电变换成符合特殊要求的沟通电。由于逆变电路的工作频率高，调整周期短，使得电源设备的动态特性很好。详细表现为负载效应好，启动冲击电流小，超调量小，复原时间快，输出稳定，纹波小等。 PWM限制就是对开关器件的通断进行限制，使得输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲。各脉冲的宽度依据肯定的规律变更。在电压逆变限制的过程中，各脉冲的宽度是依据正弦变更的，依据冲量等效的原理，PWM波形和正弦波是等效的，再将PWM波形经过电感和电容组成的滤波电路，滤除高次谐波，得到标准的正弦波。 PWM限制分为单极性PWM限制和双极性PWM限制两大类单极性PWM波形是在单方向变更的，