基于DSP的大功率三相三電平逆變系統(tǒng)設計與實現(xiàn).pdf

1、隨著我國能源危機形勢日益嚴峻，急需我們開發(fā)利用新能源。因此能夠將新能源輸出的不穩(wěn)定直流電轉換為可直接使用的高品質(zhì)交流電的高電壓大功率逆變器的需求就變得非常迫切。逆變器作為電能轉換的關鍵裝置，是新能源廣泛應用的的重要保障，它對電能進行變換和控制，具有輸出高品質(zhì)交流電的能力。此外，高性能數(shù)字信號處理器的飛速發(fā)展使得基于DSP的數(shù)字化逆變系統(tǒng)成為今后發(fā)展的主流。
　　首先，本文介紹了三相二極管中點鉗位型三電平逆變器的拓撲結構與基本工作原

2、理，分析了傳統(tǒng)三電平空間矢量扇區(qū)劃分方法及數(shù)字化實現(xiàn)的不足，提出了易于DSP數(shù)字化實現(xiàn)的空間矢量扇區(qū)劃分及八段式SVPWM控制方法;并在分析逆變器中點電位不平衡原因的基礎上，結合簡化SVPWM方法提出一種可與簡化SVPWM融合的中點電位動態(tài)調(diào)整方法。搭建的MATLAB/Simulink電路及控制模型的仿真結果表明該扇區(qū)劃分方法原理簡單、易于實現(xiàn);中點電位平衡調(diào)整方法對中點電位有較好的控制效果。
　　其次，設計了系統(tǒng)整體的軟硬件實現(xiàn)

3、方案。硬件結構中在主電路設計上為保證安全并聯(lián)了一個分流功率開關管;在主控制電路中設計了以DSP為主，CPLD為輔的控制核心;功率驅動為具有發(fā)生故障可以自身內(nèi)部鎖死PWM信號輸出功能的三相全橋驅動芯片IR2132;設計CAN通信網(wǎng)絡方便與其它逆變器實現(xiàn)多余度的并機管理或者實現(xiàn)系統(tǒng)作為UPS中的逆變器與其它模塊的通信;實現(xiàn)了逆變系統(tǒng)工作過程中對輸出的狀態(tài)、信號幅值、負載等信息的上位機顯示。軟件結構中在算法控制上采用閉環(huán)PI調(diào)節(jié)，輸出的電壓信

4、號與標準參考信號經(jīng)3S/2R變換后通過PI調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)，之后經(jīng)Park逆變換后作為SVPWM的矢量輸入完成控制過程;在系統(tǒng)控制上設計DSP+CPLD雙處理器模式，DSP主要負責數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)模擬量采集與還原、核心SVPWM控制律的計算、輸出PWM控制信號、與上位機顯示屏和CAN通信網(wǎng)絡通信、人為干涉控制逆變器的工作等;CPLD主要負責邏輯處理，實現(xiàn)對DSP產(chǎn)生的PWM信號的邏輯處理、故障信號的識別和封閉PWM信號輸出等。
　　最后，