利用空間矢量提升航空高功率因數(shù)整流的研究

　　三相PWM整流器是采用電機矢量控制的思想通過控制電流來調節(jié)電壓。采樣后的三相電流通過CLARK和PARK坐標變換獲得兩相旋轉坐標系下的id、 iq分量，將電壓誤差信號經PI調節(jié)作為有功電流指令值，而無功電流的指令值可以直接設為零，通過解耦得到三相VSR的指令電壓，并通過SVPWM算法得到三相整流器的控制信號。

3．1 交流側電壓調理電路

　　系統(tǒng)網側給定輸入電壓為三相交流115 V，對電壓進行采樣時通過變壓器進行降壓采樣，然后調理電壓信號，使電壓信號值在TMS320F281 2的數(shù)據(jù)采集端要求的0～3 V之間，電壓調理電路如圖5所示。

　　3．2 直流電壓調理電路

　　直流側輸出電壓約350 V，為實現(xiàn)對直流側電壓的數(shù)據(jù)采集，采用運算放大器組成雙輸入放大電路，通過選擇合理的參數(shù)值將直流側的輸出電壓轉換到O～3 V范圍之內，然后送入DSP的AD接口。

　　3．3 TMS320F2812程序初始化流程

　　通過對空間矢量脈寬調制技術控制算法的詳細分析和三相VSR的建模與仿真發(fā)現(xiàn)，SVPWM的控制算法具有便于數(shù)字化實現(xiàn)的特點。選用目前已經開發(fā)比較成熟的低功耗、低成本且具有相當集成度的定點TMS320F2812作為核心控制器。該器件是Tl公司推出的新一代低價格、高性能的32位定點數(shù)字信號處理器DSP。數(shù)字信號處理器是三相高功率因數(shù)整流器的重要組成部分。TMS320F2812實現(xiàn)的軟件部分主要包括主程序和中斷子程序。主程序主要是完成系統(tǒng)的初始化工作，包括系統(tǒng)時鐘設置、初始化寄存器的值和開全局中斷以及開事件管理器中斷進入工作狀態(tài)。其程序流程如圖6所示。

　　4 試驗結果

　　根據(jù)三相VSR的數(shù)學模型和相關原理，在實驗室中搭建了實驗電路并進行了試驗。試驗中電源為115 V／400 Hz三相交流電源，當負載為217Ω時，測得網側A相輸入電壓與A相輸入電流波形如圖7所示，由圖7中可以看出輸入電壓與輸入電流同相位，從而實現(xiàn)了高功率因數(shù)整流。

　　5 結論

　　為了滿足航空整流器對整流電源低諧波、高功率因數(shù)、快速響應、直流輸出穩(wěn)定等要求，利用輸入電壓空間矢量定向，提出了一種新的便于數(shù)字實現(xiàn)的SVPWM 控制策略。由試驗結果可以看出，采用空間矢量控制技術設計的整流器網側電流很好地跟隨網側電壓，實現(xiàn)了高功率因數(shù)整流，達到設計要求。