北京工业大学全日制专业学位研究生开题报告学位级别：□博士√□硕士学号：S201301183研究生姓名：李小祥指导教师姓名：刘嘉专业类别：机械工程工程领域：所在学院：机电学院开题报告时间：2014.12.21北京工业大学研究生院制表注意：本表基本情况及报告正文由研究生本人填写，硕士不少于3000字，博士不少于5000字。格式要求：正文文字部分为5号宋体、单倍行间距排版，A4纸双面打印装订。开题报告评价部分分别由指导教师及专家组书写。开题报告会结束后一周之内将报告原件交院（所）研究生教学秘书处。一、基本情况研究生姓名李小祥学号S201301183学院机电学院校内指导教师姓名及职称刘嘉副教授类别、领域校外指导教师姓名及职称入学年月2013.09填表日期2014.12.211、研究方向、论文选题范围：对大容量电容充电过程PFC控制2、拟定论文题目：基于大容量电容储能螺柱焊充电过程PFC算法优化与DSP实现3、论文科研课题属于哪一级科研或工程项目，经费来源及金额（课题来源选项分为国家计委、科委项目、国家经贸委项目、国家自然科学基金项目、国务院其他部门项目、主管部门（部委级）项目、省、市、自治区项目、国际合作项目、学校级项目、自选项目、其它）：4、论文类型（基础研究、应用研究、产品研发、工程设计、工程或项目管理、调研报告、其它）摘要选题研究内容和意义简介（限400字）：研究内容：本课题是基于对大容量储能螺柱焊机充电过程PFC控制与DSP实现。首先，通过PSIM搭建主电路与逻辑电路仿真出初级电感电流波形；其次，分析产生缺陷的原因并采取合理的办法改进逻辑电路或主电路以得到近似正弦的电感电流；最后，用DSP实现数字化的控制。研究意义：通过优化PFC算法，得到较好的电感电流波形，实现较高的功率因数减少谐波分量减少对电网的污染。关键词（用分号隔开最多5个）大电容；PFC；DSP报告正文（一）选题依据与研究内容1、选题依据（专业类别或领域的研究意义、国内外研究现状等）1.1课题背景传统对电容充电的方法是先经过整流桥整流，然后通过反激变换器并变压整流后给电容充电。由于整个过程没有功率因数校正环节，导致电网侧输入电流导通角很小电流波形畸变严重，产生大量谐波分量，造成功率因数很低并对电网侧造成很大污染。本课题研究对电容充电电源不同于普通电源。普通电源的目标电容容值很小，对电容充电时电压上升很快。当用反激变换器作为主拓扑结构并采用固定的开关周期给电容充电时，次级电感电压（电容端电压和二极管电压之和）能很快等于初级电感电压。这时就满足了伏秒平衡的条件，使变压器工作在稳定的状态。本课题研究对电容充电过程PFC的目标电容容值很大，使变压器稳定状态建立过程很长。当次级电感电流还没有把能量完全传递给电容，就会在开关管打开的时候将这一部分能量传递给初级，初级的能量就会在此基础上上升。如此循环，初级的能量会越积累越多。达到一定程度就会使变压器或开关器件损坏。能量以电流的形式表示出来就是在次级把能量传给初级时电感时，初级电感的电流就会有一个突变并在此突变上继续线性上升。从宏观上看就会形成电流的突尖。为了不使电流突尖损坏开关器件，必须要压低电感电流，并保证电流在突尖顶峰时还不会损坏变压器或开关管。这样又会造成充电功率的不足，不能保证在很短的时间内将电容充满。较长的充电周期使这种方法不能应用到实际的焊接作业中。鉴于模拟控制的缺点：进行复杂处理的能力有限，元器件数量多，控制器的参数由电阻电容等分离元器件参数决定，控制器调试复杂，灵活性差，电阻电容的参数分布影响控制器的一致性，参数不稳定并存在温漂等缺陷。本课题决定采用DSP+CPLD数字方式实现PFC控制。本课题研究的储能螺柱焊机负载容量大，进行一次焊接过程，电容储能就会完全释放，新一次的焊接过程会再次对电容充电且充电初始电压为零，这种工艺特点对电容充电过程的功率因数校正需求更为迫切。1.2研究意义本课题的研究意义是通过优化PFC控制算法使变压器初级电感电流波形近似正弦以得到较好的功率因数，减少谐波对电网的污染。用DSP实现数字化控制，使稳定性提高、调试简单富有灵活性等优点。1.3国内外研究现状通...
