低谐波pwm驱动器功率拓扑结构设计及验证

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1、分类号密级注1UDC学位论文低谐波PWM驱动器功率拓扑结构设计与验证（题名和副题名）冯宇（作者姓名）指导教师朱煜教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称机械工程提交论文日期2014年03月论文答辩日期2014年05月学位授予单位和日期电子科技大学2014年06月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。DESIGNANDVERIFICATIONOFTHELOWTOTALHARMONICTOPOLOGYFORPWMAMPLIFIERAMasterThesisS

2、ubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MechanicalEngineeringAuthor:FengYuAdvisor:ProfessorZhuYuSchool:SchoolofMechatronicsEngineering独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构

3、的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要高性能电机是高精度运动工作台实现精密运动的核心部

4、件，而其电机驱动器在电机性能的实现中占据重要地位。对于电机驱动器而言，相对于外环速度与位置控制，首先值得关注的是其驱动电流性能，包括电流噪声与精度、电流的快速响应能力、最大电流以及输出电流与指令电流之间的线性度等。其中电流噪声与精度、电流响应速度等性能取决于驱动器的功率驱动单元的工作电压、驱动类型和驱动拓扑。论文针对具有高压、大电流能力的PWM驱动器类型的驱动拓扑开展研究，主要研究了PWM驱动器的功率拓扑结构设计、PWM算法，抑制输出电流谐波，提高等效开关频率，提高驱动器在频率带宽和电流噪声等方面的性能。论文主要工作内容如下：1

5、.分析了本课题的背景以及深刻的研究意义，介绍了当前的PWM驱动器研究现状以及相关技术发展。2.讨论了PWM型驱动器基本逆变电路，利用傅里叶级数展开分析了逆变电路的谐波产生的原因以及死区对谐波的影响，然后就如何减少谐波总量、提高等效开关频率具体分析了交错并联拓扑结构以及相移载波PWM算法。3.提出了一种电流驱动PWM功率拓扑设计方案，利用MATLAB对该设计进行分析，改进了现有的载波相移PWM算法，进一步减少输出谐波总量，提高等效开关频率。在此基础上，引入了LRC滤波电路，针对谐波中的主要分量频率，设计低通滤波器参数，抑制驱动器输

6、出谐波。4.基于所提功率拓扑结构，对PWM驱动器进行了详细设计，包括DSP、FPGA和IPM等核心器件硬件，详述了各部分电路原理设计，概要介绍了驱动器的DSP程序、FPGA程序以及上位机调试软件的设计。5.以PWM驱动器为核心构建了伺服运动平台，基于该平台进行了电流开环实验，实验结果分析验证了理论分析与电路设计的正确性。关键词：低谐波，PWM功率驱动，功率拓扑结构IABSTRACTABSTRACTHighperformancemotoristhekeycomponentofprecisionmotionplatformtoach

7、ievehighprecisionmotion,andthemotordriverplaysanimportantroleintherealizationofmotorperformance.Formotordriving,comparedtotheouterringofspeedandpositioncontrol,wefirstlyconcernthecurrentdrivingperformance,includingthecurrentnoiseandprecision,fastresponsecapability,th

8、emaximumcurrent,andthelinearitybetweentheoutputcurrentandthecommandcurrentetc..Thecurrentnoiseandaccuracy,responsespeedandotherperf