基于DSP實現的PWM整流回饋系統的設計

摘 要：本文主要介紹了基于DSP實現的PWM整流回饋系統的設計。該設計可以做到輸入電流正弦、單位功率因數、直流母線電壓輸出穩定，具有良好的動態性能并可實現能量的雙向流動（即四象限運行），最終給出實驗波形，驗證了系統的可行性。

　　1 引言

　　隨著電網諧波污染問題的日益嚴重和人們對高性能電力傳動技術的需要，人們對PWM整流技術給予了越來越多的關注。PWM整流器可以做到輸入電流正弦、單位功率因數、直流電壓輸出穩定，具有良好的動態性能并可實現能量的雙向流功，也就能夠實現系統的四象限運行，即快速制動和能量回饋。與傳統的整流器（即不控整流或相控整流）相比，具有很多優點。本文主要通過系統方案的設計、軟件和硬件等幾個方面對系統進行研究和探討，最終給出實驗波形，驗證了系統的可行性。

　　2 設計方案

　　根據圖1（系統框圖）所示，系統主要分為三個部分：模擬信號采集、DSP控制器和PWM驅動電路。其中模擬信號采集部分主要完成對三相交流電壓、電流的采集和直流母線電壓的采集；控制器通過采集到的模擬信號進行算法控制，最終產生預期的PWM波，進而通過驅動電路控制IGBT的通斷，來實現了整個系統的設計。

圖1 系統框圖

　　作為PWM整流回饋系統，主要目的是實現單位功率因數、穩定直流母線電壓輸出和能量的雙向流動，下面針對這三個方面對系統進行探討和研究：

　　為實現整流和能量回饋的功率因數為1，同時也減少了對電網的污染，首先應該對三相電壓進行鎖相，這樣可以保證在整流時的電流相位和電壓相位同相和能量回饋時電壓相位和電流相位相差180度，因此鎖相的精度直接影響到整流和回饋時的質量。鎖相環的設計，可以分為硬件鎖相環和軟件鎖相環，采用硬件鎖相環需要在系統上增加新的硬件，同時也增加了成本，因此，在本設計中采用軟件鎖相技術。

圖2 電壓矢量相位圖