三相电压型PWM整流器的设计 摘要 随着社会的飞速发展,电能在工农业生产和人们的日常生活中发挥着重要的作用,它与全国电力电子变流器的生产有着密切的关系,然而如频率变频器、高频开关电源、逆变电源等变频器器件在广泛应用于电网中,却带来了大量的无用功和严重的谐波污染。三相电压型 PWM整流器具有输入电流正弦且实现单位功率因数、直流电压恒定且可以迅速调节控制,以及良好的动态性能且可以实现能量的双向流动等显著优点,符合“绿色电能变换”潮流,因而得到了广泛的应用与研究。 本文首先介绍了PWM整流器研究的背景和意义,总结了PWM技术的发展和现状,引出了三相电压型PWM整流器,分析了其工作原理,并在此基础上建立了其在ABC三相静止坐标系、d-q同步旋转坐标系和两相静止坐标系三个不同坐标系下的数学模型。 其次,本文对PWM整流器的电流控制策略进行了深入研究,分析了间接电流和直接电流控制的优缺点,并对双闭环控制器及PWM整流器的主要参数进行了审计,引入了电压空间矢量,阐述了空间电压矢量控制的控制算法。 最后,论文给出了三相电压型PWM整流器的主要参数,用DSP对系统的硬件进行了设计,介绍了主电路LC的设计方法、功率开关管的选型、以及驱动保护电路的设计等。 关键词:PWM整流 数学模型 空间矢量 DSP 目 录 1绪论 4 1.1PWM整流器研究的背景与意义 4 1.2PWM整流器的发展现状 4 1.3本课题研究的主要内容 5 2三相电压型PWM整流器的原理分析与建模 6 2.1三相电压型PWM整流器的拓扑结构 6 2.2PWM工作原理分析 7 2.3三相电压型PWM整流器的数学模型 8 2.3.1三相电压型PWM整流器在三相静止坐标系的数学模型 8 2.3.2三相电压型PWM整流器d-p模型建立 9 3三相电压型PWM整流器的控制系统设计 10 3.1电流的控制 10 3.1.1间接电流控制 10 3.1.2直接电流控制 11 3.2空间矢量PWM控制结构 12 3.3双闭环系统设计 12 3.3.1电流内环设计 12 3.3.2电压外环设计 13 4三相电压型PWM硬件设计 15 4.1TMS320F2812控制芯片模块 15 4.2技术指标及IGBT功率选型 15 4.3主电路交流侧电感设计 15 4.4主电路直流侧电容设计 16 4.5采样调理模块 17 4.5.1交流信号调理电路 17 4.5.2直流电压检测模块 17 4.6驱动及保护电路设计 17 4-7熔断器 19 4. 8电压过零检测电路 19 4.9DSP控制系统 19 4.10电源设计 19 5三相电压型PWM整流器软件设计 21 5-1T1中断子程序流程图 21 5-2AD转换程序 21 5-3SVPWM模块程序 21 6总结与展望 22 |
三相电压型PWM整流器的设计
更新时间:2019-01-01