基于TMS320F2812的三相整流器設計研究

摘要：詳細論述了SVPWM(空間矢量調制)的基本原理，給出了一種基于DSP實(shí)現的三相PWM整流器控制系統的設計方案，并且應用了TMS320F-2812，給出了一臺原理樣機的設計方法，同時(shí)進(jìn)行了實(shí)驗驗證。
關(guān)鍵詞：PWM整流器；電壓空間矢量；數字信號處理器

O 引言
PWM整流器與傳統的不控整流或相控整流相比，具有功率因數高，輸入電流正弦波形好，可實(shí)現能量的雙向傳輸等優(yōu)點(diǎn)，是一種真正的“綠色電源”，一直成為研究的重點(diǎn)。在對PWM整流器的研究過(guò)程中，學(xué)者先后提出了多種控制方案，其中SVPWM(空間矢量調制)以其具有直流電壓利用率高、可以快速動(dòng)態(tài)響應等優(yōu)點(diǎn)而備受研究者們的關(guān)注。
本文在分析了電壓空間矢量控制原理的基礎上，提出了一種便于數字實(shí)現的控制算法。該算法采用輸入電壓空間矢量定向，直接計算空間電壓矢量的位置和作用時(shí)間，同時(shí)利用數字信號處理器(DSP)來(lái)實(shí)現三相PWM整流器空間矢量的全數字控制。本文介紹了其系統組成及控制原理，最后給出了實(shí)驗波形。

1 空間矢量脈寬調制原理
圖l是三相電壓型整流器(VSR)的主電路拓撲結構，該結構與三相逆變器拓撲結構非常相似，因而可以把3個(gè)電感L和電網(wǎng)輸入整體看作是一個(gè)交流電機模型，并把類(lèi)似于三相交流電機的空間矢量控制方法用到三相VSR的控制中來(lái)。

設電網(wǎng)的三相電壓分別為：

那么，根據定義的開(kāi)關(guān)函數，其空間矢量共有8種工作狀態(tài)：(000)、(001)、(010)、(011)、(100)、 (101)、 (110)、 (111)，即V0～V7。電壓空間矢量的分布位置如圖2所示。事實(shí)上，空間矢量PWM控制就是通過(guò)分配電壓空問(wèn)矢量(尤其是零矢量)的作用時(shí)間，以最終形成等幅不等寬的PWM脈沖波，從而實(shí)現追蹤磁通的圓形軌跡。