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

          作者: 時(shí)間:2011-02-24 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            如圖2所示,當(dāng)電網(wǎng)電壓幅值Us不變時(shí),Uq直接反應(yīng)了d軸與電網(wǎng)電壓Us的相位關(guān)系,當(dāng)Uq>0時(shí),d軸滯后于電網(wǎng)電壓Us;當(dāng)Uq0時(shí),d軸超前于電網(wǎng)電壓Us;當(dāng)Uq=0時(shí),d軸與電網(wǎng)電壓Us同相?;谏鲜龇治?,設(shè)計(jì)如下鎖相環(huán)。首先虛擬一個(gè)同步角度,使其角速度與電網(wǎng)電壓相同,然后利用該角度對(duì)三相輸入電壓進(jìn)行CLARKE變換和PARK變換,使電壓矢量從三相靜止坐標(biāo)系變換到兩項(xiàng)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中,同時(shí)令q軸電壓的參考值為零,并將q軸電壓值和參考值送入PI調(diào)節(jié)器,PI調(diào)節(jié)器輸出為同步角度與虛擬同步角度的誤差,并將其輸出對(duì)虛擬同步角度進(jìn)行補(bǔ)償,再利用補(bǔ)償后的角度進(jìn)行PARK變換,這樣構(gòu)成一閉環(huán)控制,最終實(shí)現(xiàn)了軟件鎖相環(huán)。鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)框圖

          圖3 鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)框圖

            為實(shí)現(xiàn)母線電壓輸出的穩(wěn)定,同時(shí)實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng),即當(dāng)母線電壓高于期望值時(shí),能量回饋電網(wǎng),當(dāng)母線電壓低于期望值時(shí),能量流向基側(cè),進(jìn)行升壓。在這個(gè)環(huán)節(jié)中,采用雙閉環(huán)控制,即電流環(huán)和電壓環(huán)控制。如圖5所示,電壓環(huán)作為外環(huán)控制,根據(jù)給定電壓和實(shí)測(cè)母線電壓的關(guān)系,通過PI調(diào)節(jié)后,計(jì)算出電流的給定值;電流環(huán)作為內(nèi)環(huán)控制,根據(jù)外環(huán)計(jì)算出的電流給定值,進(jìn)行閉環(huán)控制,最終實(shí)現(xiàn)了單位功率因數(shù)整流和回饋。對(duì)三相交流信號(hào)進(jìn)行閉環(huán)控制是很困難的,精度也不高,因此,我們采用矢量分解的方式,將三相交流信號(hào)從靜止坐標(biāo)系變換到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中,并對(duì)d軸和q軸信號(hào)進(jìn)行控制。

          整流器交流側(cè)穩(wěn)態(tài)矢量圖

          圖4 整流器交流側(cè)穩(wěn)態(tài)矢量圖

            根據(jù)圖4所示,可得出PWM整流器數(shù)學(xué)模型:



            由上式可以看出,變換器交流側(cè)電流的d、q軸分量存在著相互耦合項(xiàng),無法對(duì)電流的d、q軸分量進(jìn)行單獨(dú)控制,給的設(shè)計(jì)造成一定困難,為此,本文采用前饋解耦控制策略,利用PI調(diào)節(jié)器對(duì)其進(jìn)行解耦。解耦的具體過程如圖5的虛線部分所示。

          雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)圖

          圖5 雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)圖

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