400HZ中频航空电源

天津工程师范学院

2002 级学生毕业设计（论文）中期报告

系别 高职部 班级 电气041 学生 姓名 王付波 指导 教师 李杰 课题名称：400Hz中频电源的设计 简述开题以来所做的具体工作、取得的进展及下一步主要工作： 1、开题以来所做的具体工作和取得的进展或成果 经过查阅大量的相关资料，现在已经对400Hz中频电源的原理有了一个清晰深入的了解，对单片机控制系统及其原理进行了详细分析。研究了论文的设计方案。运用相关软件Protel DXP设计出电路原理图。初步完成了硬件部分的制作，并且进行调试，硬件功能已经实现。画出了本设计的硬件原理图。 现在正在完成相关电路的相关程序的编写，并解决在此过程中所遇到的问题，收集制作过程中的相关资料，为毕业论文的撰写准备资料。 2、存在的具体问题 在制作过程当中要不断的对程序进行修改，由于对单片机编程掌握不是很熟练，在实际调试过程中有一定的困难。因此在实际的电路调试以及相关程序的编写中存在一定的困难。 3、下一步的主要研究任务，具体设想与安排 由于对单片机原理掌握不够熟练，下一段时间要认真学习单片机的相关知识。好好研究程序，通过图书馆和网上的相关资料来进一步帮助自己更好的掌握毕业设计的相

华中科技大学

博士学位论文

大容量400Hz 中频逆变电源波形质量控制技术研究

姓名：胡文华

申请学位级别：博士

专业：电力电子与电力传动

指导教师：马伟明

2010-05-24

摘要

信息技术的进步推动了CVCF-SPWM逆变电源的迅速发展。由于大量非线性负载的存在以及电力电子电路的自身非线性的特性，会使逆变电源的输出电压波形发生畸变。逆变器是逆变电源的核心，其必须具备输出高质量电压波形的能力。因此，如何保证逆变器同时具有良好的稳态性能和快速的动态响应成为研究的热点。本文致力于大容量400Hz中频电压型SPWM逆变电源的瞬时波形控制技术研究，在保证逆变电源系统静态性能的基础上，提高系统的动态响应速度。本文从实际应用出发，考虑到工程应用中的实际因素的影响，对基于瞬时值反馈的逆变电源波形质量控制技术作了重点研究，总结出一套适用于大容量400Hz中频逆变电源系统的波形质量控制策略，并给出了相应的定量设计方法。

针对大容量中频逆变电源的特点和要求，本文首先分析了几种拓扑结构的优缺点，分析、计算其谐波含量，给出了一种较简单的基于载波交错调制技术的多电平逆变电源的谐波表达式。然后建立了逆变电源的连续和离散数学模型。根据控制方案的不同特点采用相应的模型，有助于简化对逆变器的

KGPS-100kW/2500Hz中频电源 1台配置清单

序号 元件名称 规格型号 1200×2080×1000 CJ20-250A AC220V LF-100kvar 数单单价 量 位 1 1 1 1 3 2 3 1 1 3 3 3 3 4 4 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 2 2 4 1 1 1 2 1 1 台 台 台 台 套 套 只 台 台 只 只 只 只 只 只 块 块 块 块 块 块 块 块 台 只 套 只 只 只 盘 盘 包 包 包 金额 领料 日期 3绿1红 备注 1. 主柜体 2. 交流接触器 3. 平波电抗器 4. 中频降压变压器 AC750V/250-375V,120kva 铁氧体芯，锦州 5. 整流可控硅 6. 逆变可控硅 7. 快速熔断器 8

开关电源 三相逆变器 三相逆变器的设计 电力电子

维普资讯

第2 5卷第 6期20 0 8年 6月

机

电

工

程

VO _ 5 l 2 NO 6 .

M ECH ANI CAL& ELECTRI CAL ENGI NEERI NG AGAZI M NE

J n. 2 08 u 0

4 0H三环三相逆变器的设计 0 z张宁，健将，湘宁石何(江大学电气工程学院，江杭州 3 0 2 )浙浙 10 7

摘要：三相逆变器为载体，对以往双环控制一直存在的静差问题，析了几种减小静差的方案，以针分然

后采用外环输出电压平均值反馈、中环输出电压瞬时值反馈、内环电感电流反馈的三环控制策略，电路对

进行了建模，并通过 Sb r a e进行了仿真实验。实验结果证明，方案既能增加系统的可靠性，该又可以在限宽的范围内有效地减小静差。关键词：相逆变器；三电压平均值；环控制；差三静

中图分类号：M4 4 T 6

文献标识码： A

文章编号：01 45 (08 0— 03 0 1— 5120 )6 06— 4 0

D e i n o he 4 0 H z t e -o p t e - a e i e tr sg ft 0 hr e l o hr e ph s nv r e

Z HA

开关电源 三相逆变器 三相逆变器的设计 电力电子

维普资讯

第2 5卷第 6期20 0 8年 6月

机

电

工

程

VO _ 5 l 2 NO 6 .

M ECH ANI CAL& ELECTRI CAL ENGI NEERI NG AGAZI M NE

J n. 2 08 u 0

4 0H三环三相逆变器的设计 0 z张宁，健将，湘宁石何(江大学电气工程学院，江杭州 3 0 2 )浙浙 10 7

摘要：三相逆变器为载体，对以往双环控制一直存在的静差问题，析了几种减小静差的方案，以针分然

后采用外环输出电压平均值反馈、中环输出电压瞬时值反馈、内环电感电流反馈的三环控制策略，电路对

进行了建模，并通过 Sb r a e进行了仿真实验。实验结果证明，方案既能增加系统的可靠性，该又可以在限宽的范围内有效地减小静差。关键词：相逆变器；三电压平均值；环控制；差三静

中图分类号：M4 4 T 6

文献标识码： A

文章编号：01 45 (08 0— 03 0 1— 5120 )6 06— 4 0

D e i n o he 4 0 H z t e -o p t e - a e i e tr sg ft 0 hr e l o hr e ph s nv r e

Z HA

设计分频器实现：输入时钟频率为50MHZ，输出400HZ、100HZ、25HZ、1HZ时钟

module div(clk_50MHz,clk_400Hz,clk_100Hz,clk_25Hz,clk_1Hz); input clk_50MHz;

output clk_400Hz,clk_100Hz,clk_25Hz,clk_1Hz; reg clk_400Hz,clk_100Hz,clk_25Hz,clk_1Hz; reg [15:0] cnt1;

always@(posedge clk_50MHz) if(cnt1==16'd62499) begin cnt1<=0;

clk_400Hz<=~clk_400Hz; end else

cnt1<=cnt1 1'b1;

reg [1:0] cnt2;

always@(posedge clk_400Hz) if(cnt2==1'b1) begin cnt2<=0;

clk_100Hz<=~clk_100Hz; end else

cnt2<=cnt2 1'b1;

reg [1:0] cnt3;

always@(posedge clk_100Hz) if(cnt3==1'b1) begin cnt3<=0;

clk_25Hz<=~clk_25Hz; end else

cnt3<=cnt3 1'b1;

reg [5:0] cnt4;

always@(posed

设计分频器实现：输入时钟频率为50MHZ，输出400HZ、100HZ、25HZ、1HZ时钟

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设计分频器实现：输入时钟频率为50MHZ,输出400HZ、100HZ、25HZ、1HZ时钟

设计分频器实现：输入时钟频率为50MHZ，输出400HZ、100HZ、25HZ

、1HZ时钟 module div(clk_50MHz,clk_400Hz,clk_100Hz,clk_25Hz,clk_1Hz); input clk_50MHz; output clk_400Hz,clk_100Hz,clk_25Hz,clk_1Hz; reg clk_400Hz,clk_100Hz,clk_25Hz,clk_1Hz; reg [15:0] cnt1; always@(posedge clk_50MHz) if(cnt1==16'd62499) begin cnt1<=0; clk_400Hz<=~clk_400Hz; end else

cnt1<=cnt1 1'b1; reg [1:0] cnt2; always@(posedge clk_400Hz)

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设计分频器实现：输入时钟频率为50MHZ,输出400HZ、100HZ、25HZ、1HZ时钟

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简介：本系列中频电源装置是采用晶闸管元件，将三相工频交流电整流为直流，经电抗器平波后，成为一个恒定的直流电流源，再经单相逆变桥，把直流电流逆变成一定频率的单相中频电流。负载是由感应线圈和补偿电容器组成的。联接成并联谐振电路。详细原理图见主电路图《1200KW/2.6KHz中频电源原理图》。三相工频交流电(550V、三相四线制)送至本装置隔离开关的三个进线端，自动空气开关ZK作为主回路的电源开关。电流检测采用电流互感器，该电流信号被电流互感器及5/0.1A电流变换器二次转换后送到控制电路板《KSRL.SCH》作为电流闭环信号和过电流保护信号。快速熔断器作为控制电路失控时的短路保护。为了减少开关操作过电压及由SCR换相时产生的"毛刺"，在进线处设置了阻容滤波电路及压敏过电压吸收电路。

关键字：中频电源原理，调试步骤

主电路原理

本系列中频电源装置是采用晶闸管元件，将三相工频交流电整流为直流，经电抗器平波后，成为一个恒定的直流电流源，再经单相逆变桥，把直流电流逆变成一定频率的单相中频电流。负载是由感应线圈和补偿电容器组成的。联接成并联谐振电路。详细原理图见主电路图《1200KW/2.6KHz中频电源原理图》。三相工频交流电(550V、三相四线制)送至本装

电源的控制包括：对发电机进行调压，发电机的励磁控制，发电机输出控制，发电机并联控制和汇流条控制等。

其中交流电系统：过压（OV），欠压（UV），超频（OF）,欠频（UF），过流（OC），欠流（UC），差动（DP）？？？ 直流系统：反流保护

飞机上的直流发电机结构主要由定子，转子，整流子，电刷组件组成。

定子：磁极，励磁线圈，电刷组件和壳体组成（磁极，励磁线圈用于产生磁场，壳体提供磁通路和支架作用，有铁磁材料做成；电刷组件连接绕组电枢和外部电路）

转子：铁心，电枢线圈，换向器和转轴组成（电枢线圈切割磁感应线，产生电流，换向器和电刷将交流电转为直流电输出）

两个磁场同时存在时，电流产生的磁场对主磁场产生的影响，这种影响称为电枢反应。使换向时产生电火花，同时降低了效率。

解决电枢反应的方法：

⑴是电刷架可调；使电刷安装在合成磁场的中性面上。但当发电机输出电流变化时，产生的磁场强度也改变，磁场中性面的位置也会发生变化。一般将电刷调定在发电机输出额定电流时的中性面位置上，但当发电机的负载电流偏离额定值时换向会产生火花。小型发电机一般采用调整电刷位置的方法。

⑵增加换向磁极，换向磁极线圈与电枢线圈串联。输出电流越大，产生的换向磁场就越强，用于抵消电枢反应