基于DSP實(shí)現(xiàn)的PWM整流回饋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘 要：本文主要介紹了基于DSP實(shí)現(xiàn)的PWM整流回饋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)可以做到輸入電流正弦、單位功率因數(shù)、直流母線電壓輸出穩(wěn)定，具有良好的動態(tài)性能并可實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動（即四象限運(yùn)行），最終給出實(shí)驗(yàn)波形，驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性。

　　1 引言

　　隨著電網(wǎng)諧波污染問題的日益嚴(yán)重和人們對高性能電力傳動技術(shù)的需要，人們對PWM整流技術(shù)給予了越來越多的關(guān)注。PWM整流器可以做到輸入電流正弦、單位功率因數(shù)、直流電壓輸出穩(wěn)定，具有良好的動態(tài)性能并可實(shí)現(xiàn)能量的雙向流功，也就能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的四象限運(yùn)行，即快速制動和能量回饋。與傳統(tǒng)的整流器（即不控整流或相控整流）相比，具有很多優(yōu)點(diǎn)。本文主要通過系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)、軟件和硬件等幾個方面對系統(tǒng)進(jìn)行研究和探討，最終給出實(shí)驗(yàn)波形，驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性。

　　2 設(shè)計(jì)方案

　　根據(jù)圖1（系統(tǒng)框圖）所示，系統(tǒng)主要分為三個部分：模擬信號采集、DSP控制器和PWM驅(qū)動電路。其中模擬信號采集部分主要完成對三相交流電壓、電流的采集和直流母線電壓的采集；控制器通過采集到的模擬信號進(jìn)行算法控制，最終產(chǎn)生預(yù)期的PWM波，進(jìn)而通過驅(qū)動電路控制IGBT的通斷，來實(shí)現(xiàn)了整個系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

圖1 系統(tǒng)框圖

　　作為PWM整流回饋系統(tǒng)，主要目的是實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)、穩(wěn)定直流母線電壓輸出和能量的雙向流動，下面針對這三個方面對系統(tǒng)進(jìn)行探討和研究：

　　為實(shí)現(xiàn)整流和能量回饋的功率因數(shù)為1，同時也減少了對電網(wǎng)的污染，首先應(yīng)該對三相電壓進(jìn)行鎖相，這樣可以保證在整流時的電流相位和電壓相位同相和能量回饋時電壓相位和電流相位相差180度，因此鎖相的精度直接影響到整流和回饋時的質(zhì)量。鎖相環(huán)的設(shè)計(jì)，可以分為硬件鎖相環(huán)和軟件鎖相環(huán)，采用硬件鎖相環(huán)需要在系統(tǒng)上增加新的硬件，同時也增加了成本，因此，在本設(shè)計(jì)中采用軟件鎖相技術(shù)。

圖2 電壓矢量相位圖