基于电压定向矢量控制的三相PWM整流器研究.pdf

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1、第44卷第4期电力电子技术Vo1．44．No．42010年4月PowerElectronicsApril，2010基于电压定向矢量控制的三相PWM整流器研究薛应枫，何礼高(南京航空航天大学，江苏南京210016)摘要：给出了三相电压型PWM整流~(VoltageSourceRectifier，简称VSR)~拓扑结构和数学模型，根据三相VSR在两相同步旋转坐标系下的数学模型，运用电压定向矢量控制策略，以TMS320F2812为核心，对三相VSR进行双闭环控制。介绍了系统的硬件和软件设计，实现了三相VSR的全数字控制

2、。最后以原理样机的实验结果验证了设计的正确性。关键词：整流器；电压定向矢量；脉宽调制；数字信号处理器中图分类号：TM461文献标识码：A文章编号：1000—100X(2010)04—0074—03ResearchofThree-phasePWMRectifierBasedonVoltage-orientedVectorControlXUEYing—feng，HELi—gao(NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abst

3、ract：Thispaperpresentsthetopologyandthemathematicalmodelofvoltagesourcerectifier(VSR)．Accordingtothemathematicalmodeloftherectifierintwo·phasesynchronizationcoordinatesandtheconceptofvoltage--orientedvectorcon--trol，thesystemhardwareandsoftwarearedesignedwith

4、TMS320F2812chip，thefulldigitalcontrolofthree—phasePWMrectifierwithDSPisachieved．Theexperimentalresuhsverifythatthesystemisavailable．Keywords：rectifier；voltage—orientedvector；pulsewidthmodulation；digitalsignalprocessor1引言随着绿色能源的快速发展，PWM整流技术已成JI为电力电子行业研究的热点，在风力

5、发电、混合动力瓣eaLaRbI汽车等领域有着广泛应用。PWM整流器是交流电源ea,tSeb／alibi．I,与用电设备或电网与其他电气设备的理想接口，可实现无电网污染连接和可调整的功率因数。目前针ll对电压型PWM整流器(VoltageSourceRectifier，简称VSR)主要有间接电流控制和直接电流控制两种方。奸丌万式。前者是通过PWM控制，在三相桥的交流侧获得：g：===sjn?fcos幅值、相位受控的正弦PWM电压。并在交流侧形成正弦基波电流，同时还可以稳定VSR直流侧电压图1PWM整流器矢量控制系统

6、框图后者以快速电流反馈为特征，它与间接电流控制的主电路部分在电网三相电输入侧分别接有3个差别在于具有交流侧电流闭环控制，使VSR的动、滤波电感．使VSR获得良好的电流波形并滤除交流静态性能均得到提高。目前提出了多种直接电流控制侧谐波电流。在综合考虑系统的电压、电流以及后续升策略，如电压定向矢量控制、滞环电流控制、固定开关级的情况下，整流桥功率开关器件选用15l200V，频率控制『l】。设计了以数字信号处理器TMS320F2812PS22054型IPM。它内置6个IGBT，集成了驱动和保为核心的数字控制系统，采用电

7、压定向矢量控制策护电路。以及专用高压集成电路芯片(HVIC)，无需略，对三相VSR进行双闭环控制。隔离电路，可以直接从DSP接收控制信号。图2示2主电路控制系统电路和采样电路的设计出数字控制系统结构框图。其他外围电路图1示出三相电压型PWM整流器矢量控制系统的原理图整个硬件电路结构主要分为主电路和控制电路两部分。主电路包含三相输入电感、功率模块蟹f圆圈恤蛔IPM组成的PWM整流桥、输出滤波电容、采样霍尔传盆叶固感器以及辅助电源等。控制电路包含TMS320F2812、I量丝型I厂裹]采样调理电路以及SVPWM输出等

8、。图2PWM整流系统控制器硬件框图控制系统采用TMS320F2812型32位定点DSP定稿日期：2009一ll一02作者简介：薛应枫(1983-)，男，江苏扬州人，硕士研究生，研作为控制芯片，是～款具有16通道的12位ADC转究方向为电力电子与电力传动。换(最快转换时间为80ns)、PWM输出以及捕获单74基于电压矢量定向控制的三相PWM整流器研究元等丰富外设的高速数字信