基于DSP的三電平逆變器控制算法研究.pdf

1、本課題是教育部博士點(diǎn)基金項(xiàng)目“電網(wǎng)諧波抑制技術(shù)的研究”(批準(zhǔn)號(hào)：20101402120004)的一部分，主要是針對(duì)高壓大功率變頻調(diào)速問題提出的。高壓大功率的泵類、風(fēng)機(jī)類電機(jī)的廣泛應(yīng)用，使得變頻調(diào)速問題日益明顯，傳統(tǒng)的低壓變頻技術(shù)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代工業(yè)的需要，多電平逆變器以其諧波含量少、輸出電壓更接近于正弦波、對(duì)功率器件要求低等優(yōu)點(diǎn)在高壓大功率變頻調(diào)速中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。
　　 本文在對(duì)二極管箝位型三電平逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和工作原

2、理分析的基礎(chǔ)上，研究了三電平逆變器的控制算法和中點(diǎn)電位平衡控制方法，搭建了三電平逆變器的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，完成了三電平逆變器SVPWM控制算法的實(shí)驗(yàn)研究，得到了比較理想的實(shí)驗(yàn)波形，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 介紹了多電平逆變器的研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景以及多電平逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分析了二極管箝位型三電平逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和工作原理，研究了三電平逆變器的兩種常用的SPWM和SVPWM控制算法，給出了中點(diǎn)電位不平衡問題的解決方案。
　　 在理

3、論研究的基礎(chǔ)上，對(duì)SPWM控制算法在PSPICE仿真環(huán)境中搭建了仿真模型，對(duì)SVPWM控制算法在MATLAB仿真環(huán)境中搭建了仿真模型，并對(duì)這兩種控制算法在不同調(diào)制度下進(jìn)行了仿真研究，仿真結(jié)果表明后一種控制算法下，輸出電壓、電流波形畸變較小，波形質(zhì)量較好。
　　 研究了引起母線中點(diǎn)電位不平衡的原因，在注入零序分量理論分析的基礎(chǔ)上，通過引入反饋結(jié)構(gòu)，改進(jìn)了注入零序分量的SPWM中點(diǎn)電位平衡控制策略，得到了一種抑制中點(diǎn)電位波動(dòng)的SPW

4、M控制方法。另外，對(duì)基于空間電壓矢量的中點(diǎn)電位平衡控制方法進(jìn)行了仿真研究，仿真結(jié)果表明，這兩種控制方法都能夠抑制中點(diǎn)電位的波動(dòng)。
　　 在理論分析和仿真研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)硬件電路，主要包括主電路、功率開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)電路、電壓采樣電路、電流極性檢測(cè)電路以及系統(tǒng)的一些保護(hù)電路，并對(duì)這些電路進(jìn)行了硬件調(diào)試，結(jié)果表明硬件電路滿足要求。
　　 推導(dǎo)了三電平SVPWM的軟件實(shí)現(xiàn)算法，編寫了基于DSP2812的三電平逆變器控制系統(tǒng)

5、C語(yǔ)言程序，主要包括主程序和中斷服務(wù)程序，其中主程序主要完成參考電壓幅值的計(jì)算，中斷服務(wù)程序主要實(shí)現(xiàn)SVPWM脈沖生成、AD采樣以及電流極性檢測(cè)，并對(duì)其進(jìn)行了軟件調(diào)試，調(diào)試結(jié)果表明軟件設(shè)計(jì)是正確有效的。
　　 建立了三電平逆變器的軟硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并以硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為載體對(duì)軟件程序進(jìn)行了調(diào)試，得到了實(shí)驗(yàn)波形，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：實(shí)驗(yàn)裝置的各部分都能正常工作，并能準(zhǔn)確地得到三電平的相電壓波形和線電壓波形，驗(yàn)證了三電平逆變器實(shí)驗(yàn)裝置軟硬件設(shè)計(jì)