三相pwm整流器论文.doc

摘要
传统的整流装置是电网污染的主要来源，三相电压型PWM整流器具有输出电压恒定、能实现单位功率因数运行、电能双向流动等特点，因而成为目前电力电子领域中的热点课题之一。
随着大规模集成电路技术及计算机技术的发展，采用微处理器作为硬件控制核心的微机控制器将成为今后整流器的发展方向。随着控制方法的不断改进与发展，对微机整流控制器的运算速度提出了非常高的要求。本文根据设计要求，以DSP(数字信号处理器)作为控制核心，研究并设计了基于DSP的PWM整流器。
本文首先介绍了PWM整流器的发展状况，说明了DSP与其他单片机或通用微处理器相比在性能上的优势。从整流主电路、控制电路、测量电路、SVPWM调制方法等几个方面论述了基于DSP的PWM整流器的硬件设计以及主要实时软件的流程图和实现方法。文中还介绍了PIM(功率智能模块)的使用，并基于此设计了系统的主电路，并用TMS320F2812的汇编语言与C语言结合进行了软件编程。由于采用了这些先进技术，使得本文中的PWM整流器结构简单、性能可靠、操作方便。

关键词：PWM整流器；空间电压矢量脉宽调制；数字信号处理器；智能功率模块

Title:   The Design of Three-phase PWM rectifier Based on DSP
Abstract
The conventional rectifier Produce harmonic Problem in power system. While three-phase PWM VSR (voltage source rectifier) can provide constant dc bus voltage and get unity Power factor .It also has line Power feedback capability So it is becoming interested in power electronics field.
With the development of large-scale integrate circuit technology and computer technology，microcomputer-based rectifier controller will become the main stream of rectifier controllers in the future. Constant improvement in rectifier control microcomputer -based rectifier controller. According to this requirement,the paper studies and designs the DSP-based rectifier controller by using DSP (Digital Signal Processor) as the control center.
This paper introduces the control function and the developing tendency of PWM rectifier. And, it illustrates DSP's performance advantage compared with the other single chips or general-purpose processors. It deals with the design of the DSP-based rectifier's hardware and the flowchart and realization method of its software from the aspects of control circuit, measuring circuit.
main circuit and the method of realizing SVPWM. The paper also introduces use of IPM (Intelligent Power Module), and designs main circuit based on it. Because of the adoption of these advanced technologies, the PWM rectifier structure is simpler, its performance as retiadte and its operation convenient.

Keywords： PWM rectifier；SVPWM；DSP；IPM

 
目录
摘要 I
Abstract II
第一章 绪论 1
1.1课题的研究目的和意义 1
1.2传统整流装置的缺点 1
1.3  三相PWM整流器的国内外发展状况 2
1.3.1国内外发展现状 2
1.3.2 PWM整流器的研究状况 5
1.3.3  PWM整流器控制技术研究方向 7
1.4本文的主要研究内容 8
第二章 PWM整流器的工作原理、拓扑结构及数学模型 9
2.1 PWM整流器的工作原理 9
2.2 PWM整流器电路拓扑 11
2.2.1电压型PWM整流器拓扑结构 11
2.3三相PWM整流器数学模型 14
2.3.1三相PWM整流器动态数学模型 14
2.3.2基于状态空间平均法数学模型 17
第三章 整流器主电路参数的选择 20
3.1直流侧电压的选定 20
3.2交流侧电感的设计 20
3.3直流侧电容的设计 21
3.4电路参数设定 22
第四章 PWM整流器的硬件设计 23
4.1控制系统的设计 23
4.1.1处理器的选择 23
4.1.2实时时钟 24
4.1.3电源转换电路 25
4.1.4开关量输入电路设计 26
4.2测量回路的设计 27
4.2.1直流电压采样电路 27
4.2.2交流电流采样电路 28
4.2.3电网电压同步信号采样电路 30
4.2.4相位及频率测量 31
4.3主回路的设计 31
4.3.1主回路智能功率模块的选择 32
4.3.2输入电路 33
4.3.3 DIP-IPM缓冲电路设计 34
第五章 基于DSP的空间电压矢量脉宽调制的实现 35
5.1坐标变换 35
5.2基于TMS320F2812的SVPWM的实现方法 38
5.2.1占空比的确定 39
5.2.2扇区的确定 40
第六章 软件设计 42
6.1软件的可靠性设计 42
6.1.1结构化软件设计的重要性 42
6.1.2结构化编程原则 42
6.1.3软件测试 43
6.2高精度的定点运算 43
6.2.1定点数的定标 43
6.2.2定点数的运算 45
6.3系统DSP软件设计 45
6.3.1 PID控制子程序 45
6.3.2同步中断子程序 46
6.3.3保护程序设计 46
结论 49
致谢 50
参考文献 51