基于DSP實(shí)現的PWM整流回饋系統的設計

摘 要：本文主要介紹了基于DSP實(shí)現的PWM整流回饋系統的設計。該設計可以做到輸入電流正弦、單位功率因數、直流母線(xiàn)電壓輸出穩定，具有良好的動(dòng)態(tài)性能并可實(shí)現能量的雙向流動(dòng)（即四象限運行），最終給出實(shí)驗波形，驗證了系統的可行性。

　　1 引言

　　隨著(zhù)電網(wǎng)諧波污染問(wèn)題的日益嚴重和人們對高性能電力傳動(dòng)技術(shù)的需要，人們對PWM整流技術(shù)給予了越來(lái)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、直流電壓輸出穩定，具有良好的動(dòng)態(tài)性能并可實(shí)現能量的雙向流功，也就能夠實(shí)現系統的四象限運行，即快速制動(dòng)和能量回饋。與傳統的整流器（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(guò)系統方案的設計、軟件和硬件等幾個(gè)方面對系統進(jìn)行研究和探討，最終給出實(shí)驗波形，驗證了系統的可行性。

　　2 設計方案

　　根據圖1（系統框圖）所示，系統主要分為三個(gè)部分：模擬信號采集、DSP控制器和PWM驅動(dòng)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(xiàn)電壓的采集；控制器通過(guò)采集到的模擬信號進(jìn)行算法控制，最終產(chǎn)生預期的PWM波，進(jìn)而通過(guò)驅動(dòng)電路控制IGBT的通斷，來(lái)實(shí)現了整個(gè)系統的設計。

圖1 系統框圖

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

　　為實(shí)現整流和能量回饋的功率因數為1，同時(shí)也減少了對電網(wǎng)的污染，首先應該對三相電壓進(jìn)行鎖相，這樣可以保證在整流時(shí)的電流相位和電壓相位同相和能量回饋時(shí)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(shí)的質(zhì)量。鎖相環(huán)的設計，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)需要在系統上增加新的硬件，同時(shí)也增加了成本，因此，在本設計中采用軟件鎖相技術(shù)。

圖2 電壓矢量相位圖