基于DSP的三電平NPC逆變器控制技術(shù)的研究.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，三電平逆變器主電路和驅(qū)動(dòng)電路在不斷的改進(jìn)；控制領(lǐng)域各種控制思想的融合，加之更先進(jìn)的控制芯片不斷更新?lián)Q代，使得三電平逆變器控制技術(shù)也在不斷優(yōu)化，控制精度更高，可靠性更強(qiáng)，已經(jīng)在低壓控制高壓領(lǐng)域發(fā)揮出巨大優(yōu)勢(shì)。本文結(jié)合三電平NPC(Neutral Point Clamped，中點(diǎn)箝位型)逆變器的發(fā)展現(xiàn)狀，以TI公司控制芯片TMS320F2812為主控制器，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)三電平NPC逆變器主要控制技術(shù)進(jìn)行了研究

2、，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證取得良好效果。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 本文在總結(jié)三電平NPC逆變器國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r的基礎(chǔ)上，研究了三電平NPC逆變器的主要拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和基本工作原理，并對(duì)兩種基本控制方式(SPWM和SVPWM)進(jìn)行了理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，確定了SPWM和SVPWM兩種控制方案。
　　 研究了三電平NPC逆變器中點(diǎn)電位的波動(dòng)機(jī)理，在分析影響中點(diǎn)電位波動(dòng)因素的基礎(chǔ)上，建立了中點(diǎn)電流數(shù)學(xué)模型，通過一種簡(jiǎn)單的閉環(huán)控制方法實(shí)現(xiàn)中點(diǎn)電位

3、的平衡控制；研究了PWM控制中由于加入死區(qū)時(shí)間產(chǎn)生的死區(qū)效應(yīng)問題，在分析三電平逆變器的工作過程和死區(qū)效應(yīng)的基礎(chǔ)上，提出了軟件死區(qū)補(bǔ)償策略和硬件死區(qū)補(bǔ)償策略，軟件死區(qū)補(bǔ)償是通過合理的調(diào)整無效功率開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間來實(shí)現(xiàn)的，硬件死區(qū)補(bǔ)償是通過適當(dāng)修正脈沖的前沿或者后沿來實(shí)現(xiàn)的；研究了三電平逆變器的異步電機(jī)變壓變頻調(diào)速控制，設(shè)計(jì)了軟件控制方案，實(shí)現(xiàn)了對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的平滑調(diào)速。
　　 建立了中點(diǎn)電位的平衡控制模型，進(jìn)行了中點(diǎn)電位平衡控

4、制的仿真，仿真結(jié)果表明了本文所用方法的有效性；建立了軟件死區(qū)補(bǔ)償策略和硬件死區(qū)補(bǔ)償策略的仿真模型，進(jìn)行了死區(qū)補(bǔ)償?shù)姆抡嫜芯?，仿真結(jié)果表明了兩種補(bǔ)償策略的正確性和可行性。
　　 設(shè)計(jì)了系統(tǒng)控制硬件電路，包括主電路和控制電路：主電路包括由MOSFET功率管搭建的二極管箝位式三電平逆變橋以及相關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)現(xiàn)了電能的轉(zhuǎn)換；控制電路包括TMS320F2812控制芯片為核心的控制板、硬件死區(qū)補(bǔ)償電路、采樣電路、保護(hù)電路、電流極性檢測(cè)電路

5、、鍵盤與顯示電路和限流啟動(dòng)電路等，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的可靠平穩(wěn)運(yùn)行。
　　 編制了基于C語言的系統(tǒng)軟件，主要包括初始化程序設(shè)計(jì)、主程序設(shè)計(jì)和中斷程序設(shè)計(jì)，其中主程序中設(shè)計(jì)了鍵盤與顯示子程序和變壓變頻調(diào)速子程序；中斷程序主要設(shè)計(jì)了SPWM生成子程序和死區(qū)補(bǔ)償子程序。鍵盤與顯示程序具有很大的擴(kuò)展空間和良好的實(shí)用性，為系統(tǒng)提供參數(shù)設(shè)置及顯示；變壓變頻調(diào)速程序算法合理，達(dá)到了平滑調(diào)速的目的；SPWM生成程序算法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)；死區(qū)補(bǔ)償程序在DS