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(wú)污染地利用電能是目前世界各國(guó)普遍關(guān)注的問(wèn)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(wú)功功率，同時(shí)給電網(wǎng)帶來(lái)嚴(yán)重的諧波污染，這種嚴(yán)重的諧波污染會(huì)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(wú)功功率和諧波補(bǔ)償成為迫切需要解決的問(wèn)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(wú)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(jì)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(duì)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(kāi)關(guān)管處于不同開(kāi)關(guān)狀態(tài)而得，通過(guò)兩相靜止坐標(biāo)系中的分量，進(jìn)行 CLARKE變換來(lái)判斷指令電壓所在扇區(qū)，并通過(guò)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(hào)。所述的三相PWM整流器的主電路采用了六開(kāi)關(guān)三相半橋式電路拓?fù)?，功率開(kāi)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(hào)通過(guò)高速光耦TLP559送入IPM的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)引腳。本實(shí)用新型的有益效果在于采用的SVPWM算法簡(jiǎn)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(jì)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(jì)算精度，減少微處理器內(nèi)存資源利用，并且可以提高開(kāi)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(duì)PWM整流系統(tǒng)進(jìn)行控制，采用數(shù)字信號(hào)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(kāi)關(guān)管處于不同開(kāi)關(guān)狀態(tài)而得。每個(gè)橋臂有兩種狀態(tài)，上橋臂導(dǎo)通時(shí)為“1”狀態(tài)，下橋臂導(dǎo)通時(shí)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(shí)，則 a = 1，否則 a = 0 ；當(dāng)Vref2 > 0 時(shí)，則 b = 1，否則 b = 0 ；當(dāng)Vref3 > 0 時(shí)，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(duì)應(yīng)關(guān)系如表1。表1變量N與扇區(qū)的對(duì)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(kāi)關(guān)三相半橋式電路拓?fù)?，功率開(kāi)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(hào)通過(guò)高速光耦TLP559送入IPM的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)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(jiǎn)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(jì)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(jì)算精度；對(duì)提高開(kāi)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(hào)H02M7/219GK202221967SQ201120226329
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)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(guó)勇 申請(qǐng)人:大連大工安道船舶技術(shù)有限責(zé)任公司