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      一種基于空間矢量新型算法的三相pwm整流裝置的制作方法

      文檔序號:7486794閱讀:320來源:國知局
      專利名稱:一種基于空間矢量新型算法的三相pwm整流裝置的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本實(shí)用新型涉及了一種基于空間矢量新型算法的三相PWM整流裝置,屬于電力電子、變流技術(shù)、智能控制領(lǐng)域。
      背景技術(shù)
      高效、無污染地利用電能是目前世界各國普遍關(guān)注的問題。傳統(tǒng)的二極管整流和相控整流需要電網(wǎng)提供大量的無功功率,同時給電網(wǎng)帶來嚴(yán)重的諧波污染,這種嚴(yán)重的諧波污染會影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行和其它電子設(shè)備正常工作,低功率因數(shù)降低電能的有效利用率。因此,電力系統(tǒng)中無功功率和諧波補(bǔ)償成為迫切需要解決的問題
      發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型是為了彌補(bǔ)上述技術(shù)缺陷,提供了一種無需非線性運(yùn)算的SVPWM算法的三相PWM整流裝置,該系統(tǒng)給出了扇區(qū)判斷和調(diào)制波占空比計算的方法,實(shí)現(xiàn)了三相PWM 整流器高功率因數(shù)和低電流諧波畸變。本實(shí)用新型的技術(shù)方案在于一種基于空間矢量新型算法的三相PWM整流裝置, 主要包括空間矢量調(diào)制模塊、控制系統(tǒng)、主電路、隔離、反饋電路、調(diào)節(jié)器及其他輔助電路, 采用的空間矢量新型算法對PWM整流系統(tǒng)進(jìn)行控制,整流器交流輸入端的相電壓可視作直流側(cè)電壓在三組橋臂開關(guān)管處于不同開關(guān)狀態(tài)而得,通過兩相靜止坐標(biāo)系中的分量,進(jìn)行 CLARKE變換來判斷指令電壓所在扇區(qū),并通過指令電壓在所在扇區(qū)區(qū)域,獲得相應(yīng)矢量的占空比,從而得到相應(yīng)的SVPWM控制信號。所述的三相PWM整流器的主電路采用了六開關(guān)三相半橋式電路拓?fù)洌β书_關(guān)器件選擇智能功率模塊IPM。所述的隔離、反饋電路分布在IPM與DSP之間,由DSP發(fā)出的6路脈沖調(diào)制信號通過高速光耦TLP559送入IPM的PWM驅(qū)動信號引腳。本實(shí)用新型的有益效果在于采用的SVPWM算法簡化了指令電壓矢量所在扇區(qū)的判斷和不同扇區(qū)PWM調(diào)制波占空比計算方法,避免了非線性運(yùn)算,提高了程序的運(yùn)算速度和計算精度,減少微處理器內(nèi)存資源利用,并且可以提高開關(guān)頻率,有效的減小了 PWM整流器網(wǎng)側(cè)電流諧波含量。

      圖1為基于空間矢量調(diào)制的三相PWM整流器系統(tǒng)框圖。圖2為本發(fā)明的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明基本空間矢量分布圖。圖4扇區(qū)1中指令電壓矢量合成示意圖。圖5本發(fā)明的隔離、故障反饋電路示意圖。圖中,1、空間矢量調(diào)制模塊,2、控制系統(tǒng),3、主電路,4、調(diào)節(jié)器。
      具體實(shí)施方式
      本實(shí)用新型的三相PWM整流器裝置,采用的空間矢量新型算法對PWM整流系統(tǒng)進(jìn)行控制,采用數(shù)字信號處理器DSP實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)的數(shù)字化,主要包括空間矢量調(diào)制模塊 1、控制系統(tǒng)2、主電路3、調(diào)節(jié)器4。整流器交流輸入端的相電壓可視作直流側(cè)電壓在三組橋臂開關(guān)管處于不同開關(guān)狀態(tài)而得。每個橋臂有兩種狀態(tài),上橋臂導(dǎo)通時為“1”狀態(tài),下橋臂導(dǎo)通時為“0”狀態(tài)。由于三組橋臂共有8種狀態(tài),因此電壓空間矢量共有8種基本工作狀態(tài)Utl(IOO)、U60(IlO)、 U120 (010)、U180 (011)、U240 (001)、U300 (101)、U000 (000)、U111 (111),其中 U0 U300 是非零矢量, U000和U111是零矢量,附圖2為基本空間矢量分布圖。為了確定指令電壓Uref所在扇區(qū),我們將Uref在兩相靜止坐標(biāo)系中的分量K,巧進(jìn)行CLARKE變換。當(dāng)Vrefl > 0 時,則 a = 1,否則 a = 0 ;當(dāng)Vref2 > 0 時,則 b = 1,否則 b = 0 ;當(dāng)Vref3 > 0 時,則 c = 1,否則 c = 0 ; 定義變量N = 4*c+2*b+a,則變量N與扇區(qū)的對應(yīng)關(guān)系如表1。表1變量N與扇區(qū)的對應(yīng)關(guān)系
      權(quán)利要求1.一種基于空間矢量新型算法的三相PWM整流裝置,其特征在于主要包括空間矢量調(diào)制模塊、控制系統(tǒng)、主電路、隔離、反饋電路、調(diào)節(jié)器及其他輔助電路。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于空間矢量新型算法的三相PWM整流裝置,其特征在于所述的三相PWM整流器的主電路采用了六開關(guān)三相半橋式電路拓?fù)洌β书_關(guān)器件選擇智能功率模塊IPM。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于空間矢量新型算法的三相PWM整流裝置,其特征在于所述的隔離、反饋電路分布在IPM與DSP之間,由DSP發(fā)出的6路脈沖調(diào)制信號通過高速光耦TLP559送入IPM的PWM驅(qū)動信號引腳。
      專利摘要本實(shí)用新型涉及了一種基于空間矢量新型算法的三相PWM整流裝置,屬于電力電子、變流技術(shù)、智能控制領(lǐng)域。在整流裝置的控制系統(tǒng)中采用的SVPWM算法簡化了指令電壓矢量所在扇區(qū)的判斷和不同扇區(qū)PWM調(diào)制波占空比計算方法,避免了非線性運(yùn)算,提高了程序的運(yùn)算速度和計算精度;對提高開關(guān)頻率、減小網(wǎng)側(cè)電流諧波含量、減少微處理器內(nèi)存資源利用有重要意義。采用空間矢量新型算法的三相PWM整流裝置實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)側(cè)電流的低諧波畸變率、單位功率因數(shù)和穩(wěn)定直流輸出。
      文檔編號H02M7/219GK202221967SQ201120226329
      公開日2012年5月16日 申請日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
      發(fā)明者李海泉, 滕傳庚, 韓國勇 申請人:大連大工安道船舶技術(shù)有限責(zé)任公司
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