基于ARM和SOPC的EIM電性能實驗用多波形逆變控制器裝置研制.pdf

1、當前PWM(Pulse Width Modulation)控制技術廣泛應用于電氣設備系統(tǒng)。電氣設備在受PWM控制時EIM(Electrical Insulation Materials EIM)和(Electrical Insulation Systems EIS)需要承受持續(xù)高頻高壓脈沖電,此外在一些特殊領域EIM(EIS)承受的是高頻正弦波電壓。因此實驗室研究EIM(EIS)電性能的實驗裝置被要求更高,主要體現(xiàn)在試驗電壓波形包含正弦

2、波、梯形波(三角波)、矩形波等,同時電壓頻率在一定范圍可調(diào)。本文主要研究:基于ARM和SOPC技術實現(xiàn)多波形逆變信號,并且利用單相橋式逆變電路對這些信號逆變,最終實現(xiàn)將直流電壓轉(zhuǎn)換為多波形交流電壓,滿足實驗室測試EIM(EIS)電性能的需求。主要步驟如下:
　　首先確定課題方案,詳細分析半橋式逆變、全橋式逆變、推挽式逆變的基本原理,分析比較各自的優(yōu)劣,并確定逆變電路主回路采用全橋式逆變結構。詳細分析模擬電路、數(shù)字電路、模數(shù)結合電路

3、產(chǎn)生S/T/R_PWM波的原理、方式及特點,最終確定選擇數(shù)字電路產(chǎn)生S/T/R_PWM波作為本課題的控制方法。然后根據(jù)方案分析確定本次設計以 QuartusII9.0為軟件平臺、Altera公司的EPM1270T114芯片為核心的硬件平臺、VHDL語言實現(xiàn)整個系統(tǒng)。其次,采用原理圖、波形圖、文字、公式、流程圖等方式實現(xiàn)系統(tǒng)的軟件設計,并通過功能仿真確定軟件設計的正確性。最后,實現(xiàn)系統(tǒng)軟件及硬件的統(tǒng)一,將程序下載到硬件系統(tǒng)中,利用示波器進

4、行物理實驗。通過與仿真試驗結果相比較判斷課題研究成果。本課題設計的多波形逆變電源設備具有以下優(yōu)點:
　　(1)采用數(shù)字化技術實現(xiàn)的多波形逆變控制器具有數(shù)字化設計的特點:硬件電路簡單,器件受老化影響小,產(chǎn)品易移植、易更新?lián)Q代、易升級、能實現(xiàn)在線調(diào)試等(2)以CPLD芯片為基礎,通過模塊化設計,實現(xiàn)的多波形逆變電源頻率從低頻到高頻可以大范圍變化、脈沖寬度可調(diào)。S/T/R_PWM波通過逆變器逆變后輸出的電壓、電流波形誤差小,無需采用其他