基于FPGA控制的三相逆变电路设计开题报告

 2022-02-21 19:45:36

1. 研究目的与意义

在现在社会中,电是人们日常生产生活中不可缺少的,从伏打发明电池、法拉第制造法拉第盘到格拉姆制成了环形电枢自激发电机供工厂电弧灯用电再到今天的万家灯火以及各工厂、学校、办公楼的大规模工业用电,可以说电是人类史上最伟大的使用之一。当某一天停电或者说电路暂断几分钟时都会让我们陷入不安之中并且无论长时间还是短时间的断电都会给工厂或者企业等带来巨大的损失,并且也可能带来一些安全事故,所以在现在的社会生活用电中,电的传送量以及持续性、稳定性都是十分重要。

我国也可以说世界各国都是在利用能源资源进行发电,能源资源是指为人类提供能量的天然物质,是一种综合的自然资源,纵观人类的发展史,人类经历了柴草能源时期、煤炭资源时期和石油天然气能源时期,但是现在大家都在面临资源紧缺的问题也都在积极的探索和应用新能源发电技术。

现在我国主要的新能源技术主要有太阳能资源、风能、生物质能海洋能等等。以风能为例,目前我国对风电的开发总体呈现大规模开发、远距离传输、高电压等级集中接入为主的特点,同时大力鼓励在低风速区分散式开发、就地消纳,已形成多个百万千瓦级的风电基地,千万千瓦级的风电基地初步形成,可以说风能的使用为我国的电力使用做出了巨大的贡献。但是,风电在使用的过程中依旧存在许多问题,比如风电是一种间歇式的发电这就导致了在能源的输出上随机变化、可预测性差同时由于大规模的风电接入也会导致电网等效负荷峰谷差变大即反调节特性明显,增加了系统的调峰难度。所以本课题主要针对太阳能等绿色能源的应用要求,设计一个高效dc/ac转换电路及其控制电路,实现绿色能源并网应用的需求。

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2. 研究内容和预期目标

研究内容:

课题主要针对太阳能等绿色能源的应用要求,设计一个高效dc/ac转换电路及其控制电路,实现绿色能源并网应用的需求。该三相逆变电路设计能够依据应用要求,直流输入电压在一定范围内变化时,能够输出稳定可调的三相工频ac电源,输出的交流电压大小还要具有实时显示输出电流/电压参数的功能。具体如下:

  1. 掌握fpga硬件开发环境和软件开发环境,学习基于fpga的设计流程和verilog hdl语言

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    3. 研究的方法与步骤

    研究方法:

    针对太阳能等绿色能源的应用要求,设计一个高效dc/ac转换电路及其控制电路,实现绿色能源并网应用的需求。三相逆变电路设计能够依据应用要求,输入直流电压时,能够输出稳定可调的三相工频ac电源,输出的交流电压、电流大小能够检测并显示, 该三相dc/ac逆变电路还要具有实时显示输出电流/电压参数的功能。

    1、控制方式:基于fpga控制电路

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    4. 参考文献

    [1] 林建华. dc-ac逆变器的设计与实现. 机电技术,第1期,2016年2月。

    [2]刘勇超葛兴来蒲俊楷唐启迪,四开关三相逆变器全调制度范围内两种等效pwm 算法. 电 工 技 术 学 报.第32 卷第2 期 2017 年1 月

    [3] 王文, 罗安, 黎燕. 三相四开关并联有源电力滤波器的控制方法[j]. 电工技术学报, 2014, 29(10):183-190.

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    5. 计划与进度安排

    1 第1-3周 查阅相关文献资料,研究三相逆变器的基本原理、控制方式及相关技术的发展状况,分析总结并撰写开题报告。

    2 第4-5周学习verilog hdl语言、fpga的软硬件的开发环境quartusⅡ等。3 第6-8周 设计并论证整体硬件电路。

    4 第9-11周 编写调试verilog语言程序,包括spwm模块、电流以及电压峰值采样检测模块、数据处理模块、显示模块等,并进行系统联调。

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