三相电压型 PWM 整流器原理及控制方法（PPT）.ppt

三相大功率PWM整流器设计 学科专业：电气工程及其自动化 指导教师：姜春霞 所在班级：070308班 学生姓名：刘鑫 目录 课题研究背景及意义 本课题研究的内容 PWM整流器原理及控制方法 PWM整流器系统硬件设计 PWM整流器软件设计 结论 课题研究背景及意义 能源在当今国民经济飞速发展中起着非常重要的作用，如何能够合理的开发并且高效的利用能源是提倡低碳经济的今天急切需要解决的重要问题。 当代社会中电能是非常主要的一种二次能源，在一些发达国家，几乎电能的75%要通过电力电子变换后才可以使用，预料在整个21世纪将会发展到95%以上。电力电子技术己被广泛应用于医药制造、农业、工业、商业、家用电器、国防军事医药制造以及交通等一些领域。但是在电力电子装置得到广泛应用的同时，也给电网带来了一定的谐波污染以及无功功率损耗增加和电磁干扰等许许多多的负面效应，严重地对电能的质量造成了一定的影响。所以，充分开发和研究新型的低谐波，合理利用高功率因数的整流装置是很有必要的。 本课题研究的内容 本课题研究对象是三相电压型 PWM 整流器，阐述 PWM 整流器的工作原理，并建立其数学建模，通过运用瞬时无功功率理论对其进行分析，然后根据项目的设计要求，设计了电压型 PWM 整流器。 主要性能指标如下： A.输入额定电压220V，额定功率15KW， B.整流器输出的直流电压：650V。 简单介绍了 PWM 整流器的拓扑结构，阐述了 PWM 整流器的工作原理 在三相静止坐标系下建立PWM整流器的数学模型，并推导出在两相旋转坐标下的数学模型 在完成三相电压型PWM整流器控制器理论设计的基础上，分析了空间矢量调制原理，并介绍了传统 SPWM 和新颖差值 SVPWM 的实现方法。 根据PWM整流器的主电路得到其简化电路如图所示 图中i是网侧电流，e是交流电动势， v是开关管交流侧的输入电压，udc是直流侧电压，idc是包括电容，负载在内的直流侧的总电流。 由此可以看出，PWM整流器的交流回路的组成有电网电源，开关管交流侧输入电压，交流侧电感。 空间矢量PWM(SVPWM)控制策略是根据整流器空间电压矢量切换来控制整流器的一种新的控制策略。基本原理就是把三相PWM整流器输入端电压在复平面上转换为空间电压矢量，通过不同的开关状态组合构成8个空间矢量去逼近电压圆，从而形成SVPWM波。 PWM整流器系统硬件设计 硬件电路设计 最小系统设计 DSP的最小系统包括时钟电路和复位电路。 时钟电路中，晶振采用10MHz晶振 复位电路采用按键手动复位。 过零检测电路设计 过零检测电路引自二极管整流桥的输出端。当二极管整流桥输出为高电平时，OUTO输出为低电平，只有当设计中的二极管整流桥输出为低电平，即正弦波过零点时，OUT0输出才为高电平。进入TMS320LF2407A的捕获(CAP)单元。通过测量两次上升沿的间隔时间，可以得到电网频率，能够很好的防止电网电压在过零点波动造成的误动作。 采样调理电路设计 温度检测电路设计 IPM保护及其接口电路 故障处理电路 PWM整流器软件设计 为了提高系统的开发效率，在进行系统软件设计时，本设计采用了模块化的设计思想，整个系统是接受中断处理和来实现检测和通过调用子程序控制的。 结论 三相电压型 PWM 整流器具有直流电压恒定且可以迅速调节控制、输入电流正弦且实现单位功率因数，本文侧重于对三相电压型 PWM 整流器工程设计与实现 主要完成如下工作： 电流采样器件为 LEM 公司的 LT59-S7 电流传感器，其原边额定电流为 50A，转化率为 1000:1 电压采样器件也为 LEM 公司的 LV28-P 电压传感器，其原边额定电流为 10mA，转化率为 2.5:1 NTC热敏电阻的主要特点是: 灵敏度较高; 工作温度范围宽，适用于-55℃——125℃，玻璃封装适用温度达200℃; 体积小，能够测量其他温度计无法测量的空隙、腔体及生物体内血管的温度; 使用方便等特点。 当检测到的温度在85℃以上时，就认为发生过热故障，DSP封锁IGBT的驱动信号，从而实现了保护模块不受损坏。 IPM驱动电源要求的范围是13.5V —16.5V，最好是在15V值下工作，当电压低于13.5V时损耗会有所增加，保护特性会出现漂移，会导致保护功能不够充分，致使IPM损坏。因此就IPM而言，控制电源是十分重要的，直接影响整个系统的性能。 在系统的运行过程中，若IPM中的IGBT 过流或出现短路故障，驱动板将检测的过流故障信号通过光耦隔离后，发光二极管点亮，从而