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研究生: 林書永
Shu-Yong Lin
論文名稱: 以數位信號處理器為基礎之 三相三階層功率轉換器併聯系統之研製
Development of Digital Signal Processor Based Parallel Three–Phase Three-Level Power Inverter Systems
指導教授: 黃仲欽
Jonq-Chin Hwang
口試委員: 葉勝年
Sheng-Nian Yeh
賴炎生
Yen-Shin Lai
鄭博泰
Po-Tai Cheng
黃鎮江
none
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電機工程系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 62
中文關鍵詞: 三相三階層功率轉換器主-僕式控制
外文關鍵詞: three-phase three-level inverter, master-slave control
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本文旨在研製三相功率轉換器併聯系統。本系統三相功率轉換器採用三階層架構,以減少輸出電壓之諧波。第一組三相三階層功率轉換器為電壓控制型功率轉換器,利用電壓閉迴路控制,以提供一穩定且低諧波失真之三相平衡電源,供給負載。併聯之第二組三相三階層功率轉換器為電流控制型功率轉換器,利用電流閉迴路控制,且依據功率分配表輸出所選擇之功率狀態,達成功率轉換器併聯控制及分攤負載功率之目的。
本文已建立功率轉換器之數學模型,並利用座標系統轉換,推導出電壓閉迴路控制與電流閉迴路控制策略,以提供併聯系統之控制。在實體製作方面,採用數位信號處理器(DSP, TMS320F2812)為系統控制核心,並搭配可程式邏輯元件(CPLD, XC9536),以減少硬體電路元件,完成整體系統之實體製作。
實測方面,單組功率轉換器之滿載功率為 ,總諧波失真率為 ;併聯控制方面,已完成二組 之併聯系統,並利用均流之策略,當二組同時併聯運轉時,其負載量均為負載之一半;且為使併聯系統之可靠度增加,使用主-僕式控制策略,增加系統之可靠度。


This thesis presents the development of parallel three-phase inverter systems. In the three-phase inverter system, the three-level switching is designed to reduce the output voltage harmonics. The first power inverter is operated at voltage-controlled mode which uses voltage closed-loop control to provide stable and low-harmonic ac voltage source to load, while the second parallel power inverter is operated under current-controlled mode which uses current closed-loop control to supply the power in accordance with the build-in power-distribution list, and thereby achieves paralleling control and load-sharing.
In this thesis, the digitized mathematical models are built. The strategies of voltage and current closed-loop controls using the coordinate transformation are inferred. Then, a high-performance, low-cost digital signal processor (DSP, TMS320LF2812) and complex programmable logic device (CPLD, XC9536) is used to implement the system for reducing the circuit components and cost.
Experimental result for single power inverter yields the full-load power of 750W with voltage harmonic distortion of . Whereas, with 1kW parallel controlled system, each power inverter loads half of the output load power by using the strategy of balanced current sharing. In order to increase the reliability, master-slave control technique is used.

中文摘要 I 英文摘要 II 誌 謝 III 目 錄 IV 圖表索引 VI 符號說明 X 第一章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 文獻探討 2 1.3 系統架構與本文特色 4 1.4 本文大綱 5 第二章 三相三階層功率轉換器之分析與控制 7 2.1 前言 7 2.2 三相三階層功率轉換器之數學模式 7 2.3 三相三階層功率轉換器之控制 8 2.3.1 三階層弦式脈波寬度調變控制 9 2.3.2 三相功率轉換器之同步旋轉座標轉換 11 2.3.3 三相功率轉換器之控制策略 14 2.3.4 三相功率轉換器中性點電位對稱控制與標么化 18 2.4 結語 19 第三章 三相三階層功率轉換器之併聯系統控制 20 3.1 前言 20 3.2 三相三階層功率轉換器之功率計算 21 3.3 三相三階層功率轉換器之功率分配 22 3.4 三相三階層功率轉換器併聯系統之主僕控制 25 3.5 結語 26 第四章 實體製作及測試 27 4.1 前言 27 4.2 硬體電路 27 4.2.1 數位控制介面電路 28 4.2.2 可程式邏輯元件之介面電路 30 4.2.3 電壓回授電路 31 4.2.4 電流回授電路 31 4.2.5 功率電晶體閘極驅動電路 32 4.2.6 雙向開關閘極驅動電路 33 4.2.7 同步信號偵測電路 33 4.3 軟體規劃 34 4.3.1 系統主程式規劃 35 4.3.2 電壓控制型功率轉換器運轉程式規劃 37 4.3.3 電流控制型功率轉換器運轉程式規劃 39 4.4 實測結果 43 4.5 結語 57 第五章 結論及未來研究方向 58 5.1 結論 58 5.2 未來研究方向 59 參考文獻 60 附錄A 63 作者簡介 64

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