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(dòng)態(tài)性能并可實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)（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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(gè)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(gè)部分：模擬信號(hào)采集、DSP控制器和PWM驅(qū)動(dòng)電路。其中模擬信號(hào)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(hào)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(dòng)電路控制IGBT的通斷，來實(shí)現(xiàn)了整個(gè)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(dòng)，下面針對這三個(gè)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(shí)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(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(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(shí)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