基于dsp的三電平空間矢量調(diào)制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種基于DSP的三電平空間矢量調(diào)制系統(tǒng)，包括三相交流電源、調(diào)壓器、變壓器、主電路和控制電路，所述主電路包括二極管整流橋、三電平逆變橋和驅(qū)動(dòng)電路，二極管整流橋兩邊分別與三電平逆變橋、調(diào)壓器連接，三電平逆變橋與控制電路連接，控制電路與驅(qū)動(dòng)電路相連。本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)三電平空間矢量的調(diào)制，解決了以前兩電平電路輸出矢量不能平滑切換造成的輸出矢量突變的問題，大大提高了直流電壓利用率，降低了APF生產(chǎn)設(shè)計(jì)的成本，提高了APF的高可靠性和工業(yè)實(shí)用性。
【專利說明】基于DSP的三電平空間矢量調(diào)制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及三電平逆變器，尤其涉及三電平逆變器中的基于DSP的三電平空間矢量調(diào)制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]三電平電壓型逆變器在高壓大功率應(yīng)用中相對于傳統(tǒng)兩電平電壓型逆變器表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢，電壓型逆變器的輸出性能的優(yōu)勢主要取決于調(diào)制算法、空間電壓矢量調(diào)制技術(shù)(SVPWM)成熟、電壓利用率高等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。空間矢量調(diào)制方法中的電壓矢量發(fā)送序列中，首發(fā)電壓矢量全部采用正小矢量，因此可以在扇區(qū)切換中保證輸出矢量的平滑切換，防止了輸出矢量的突變，同時(shí)也避免了直流電壓利用率低的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種基于DSP的三電平空間矢量調(diào)制系統(tǒng)。
[0004]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種基于DSP的三電平空間矢量調(diào)制系統(tǒng)，其中，包括三相交流電源、調(diào)壓器、變壓器、主電路和控制電路，所述主電路包括二極管整流橋、三電平逆變橋和驅(qū)動(dòng)電路，二極管整流橋兩邊分別與三電平逆變橋、調(diào)壓器連接，三電平逆變橋與控制電路連接，控制電路與驅(qū)動(dòng)電路相連。
[0006]上述的基于DSP的三電平空間矢量調(diào)制系統(tǒng)，其中，所述控制電路是基于DSP逆變器的核心板和調(diào)理板的電路，主要用于電路檢測、控制算法計(jì)算、DSP逆變器功能設(shè)置、PWM驅(qū)動(dòng)信號生成、保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)等。
[0007]上述的基于DSP的三電平空間矢量調(diào)制系統(tǒng)，其中，所述DSP控制器是TMS320F28335型數(shù)字信號處理器。
[0008]上述的基于DSP的三電平空間矢量調(diào)制系統(tǒng)，其中，所述DSP逆變器包括A/D轉(zhuǎn)換通道和兩個(gè)事件管理模塊EVA、EVB,三相負(fù)載電流和電壓信號經(jīng)過二極管整流橋、三電平逆變橋轉(zhuǎn)換后送入DSP控制器的A/D轉(zhuǎn)換通道，通過DSP控制器內(nèi)部集成的的兩個(gè)事件管理模塊EVA和EVB，產(chǎn)生三電平逆變器12個(gè)主開關(guān)IGBT的PWM驅(qū)動(dòng)信號。
[0009]上述的基于DSP的三電平空間矢量調(diào)制系統(tǒng)，其中，所述三電平逆變橋是由多個(gè)IGBT組成的鉗位電路。
[0010]上述的基于DSP的三電平空間矢量調(diào)制系統(tǒng)，其中，還包括大電解電容和阻尼電阻，大電解電容和阻尼電阻都分別與二極管整流橋并聯(lián)。
[0011]上述的基于DSP的三電平空間矢量調(diào)制系統(tǒng)，其中，采用M57962作為驅(qū)動(dòng)電路的光奉禹驅(qū)動(dòng)芯片。
[0012]本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)三電平空間矢量的調(diào)制，解決了以前兩電平電路輸出矢量不能平滑切換造成的輸出矢量突變的問題，大大提高了直流電壓利用率，降低了 APF生產(chǎn)設(shè)計(jì)的成本，提高了 APF的高可靠性和工業(yè)實(shí)用性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型基于DSP的三電平空間矢量調(diào)制系統(tǒng)的原理圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型基于DSP的三電平空間矢量調(diào)制系統(tǒng)的電路圖。
[0015]圖3是本實(shí)用新型基于DSP的三電平空間矢量調(diào)制系統(tǒng)的三電平逆變橋的電路圖。
[0016]圖4是本實(shí)用新型基于DSP的三電平空間矢量調(diào)制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電路的電路圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)介紹。
[0018]請參見圖1、圖2、圖3，一種基于DSP的三電平空間矢量調(diào)制系統(tǒng)，包括三相交流電源、調(diào)壓器、變壓器、主電路和控制電路，所述主電路包括二極管整流橋、三電平逆變橋和驅(qū)動(dòng)電路，二極管整流橋兩邊分別與三電平逆變橋、調(diào)壓器連接，三電平逆變橋通過數(shù)據(jù)線與控制電路連接，控制電路與驅(qū)動(dòng)電路相連。
[0019]控制電路是基于DSP逆變器的核心板和調(diào)理板的電路，主要用于電路檢測、控制算法計(jì)算、DSP逆變器功能設(shè)置、PWM驅(qū)動(dòng)信號生成、保護(hù)功能等的實(shí)現(xiàn)，
[0020]三電平逆變橋是由多個(gè)IGBT組成的鉗位電路，DSP控制器是TMS320F28335型數(shù)
字信號處理器。
[0021]鉗位二極管承受的反向電壓為直流母線電壓的一半，在高壓大功率的場合，三電平逆變器的功率開關(guān)管承受的反向關(guān)斷電壓和工作電流一般比較大，但是工作頻率一般不高，通常只有幾千赫茲，所以選取IGBT作為三電平逆變器的開關(guān)管是比較合適的。
[0022]為了減小整流后直流電壓的紋波波動(dòng)量和防止電壓電流沖擊，電路中還包括大電解電容和大電阻，大電解電容和大電阻都分別與二極管整流橋并聯(lián)。
[0023]三相負(fù)載電流和電壓信號經(jīng)過二極管整流橋、三電平逆變橋轉(zhuǎn)換后送入DSP控制器的A/D轉(zhuǎn)換通道，通過DSP控制器內(nèi)部集成的的兩個(gè)事件管理模塊EVA和EVB，產(chǎn)生三電平逆變器12個(gè)主開關(guān)IGBT的PWM驅(qū)動(dòng)信號。先采樣，然后根據(jù)所采樣值控制直流側(cè)電壓軟啟動(dòng)，然后判斷電壓信號是否同步。通過算法實(shí)現(xiàn)中性點(diǎn)平衡，計(jì)算需要補(bǔ)償電流，根據(jù)需要的補(bǔ)償電流來調(diào)制PWM，然后通過驅(qū)動(dòng)電路來實(shí)現(xiàn)。
[0024]驅(qū)動(dòng)電路的基本功能是提聞核心板提供PWM驅(qū)動(dòng)/[目號的驅(qū)動(dòng)能力，達(dá)到驅(qū)動(dòng)IGBT的要求，并且實(shí)現(xiàn)控制電路與主電路的隔離，整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路如圖4所示。
[0025]交流電流電壓、直流電流電壓都是通過控制電路來實(shí)現(xiàn)的，通過控制電路來實(shí)現(xiàn)交流電流電壓、直流電流電壓采樣和變化。整個(gè)驅(qū)動(dòng)過程是將高/低電平分別為十5V和OV的原始PWM信號轉(zhuǎn)變?yōu)楦?低電平分別為+15V和一 9V的輸出信號，直接驅(qū)動(dòng)IGBT。本實(shí)用新型采用M57962作為光耦驅(qū)動(dòng)芯片，M57962具備電壓故障檢測功能，如果檢測到功率管兩端電壓不正?？梢宰詣?dòng)發(fā)出故障信號，以便于進(jìn)行保護(hù)。
[0026]本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)三電平空間矢量的調(diào)制，解決了以前兩電平電路輸出矢量不能平滑切換造成的輸出矢量突變的問題，大大提高了直流電壓利用率，降低了 APF生產(chǎn)設(shè)計(jì)的成本，提高了 APF的高可靠性和工業(yè)實(shí)用性。
【權(quán)利要求】
1.一種基于DSP的三電平空間矢量調(diào)制系統(tǒng)，其特征在于，包括三相交流電源、調(diào)壓器、變壓器、主電路和控制電路，所述主電路包括二極管整流橋、三電平逆變橋和驅(qū)動(dòng)電路，二極管整流橋兩邊分別與三電平逆變橋、調(diào)壓器連接，三電平逆變橋與控制電路連接，控制電路與驅(qū)動(dòng)電路相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于DSP的三電平空間矢量調(diào)制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制電路是基于DSP逆變器的核心板和調(diào)理板的電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于DSP的三電平空間矢量調(diào)制系統(tǒng)，其特征在于，所述DSP控制器是TMS320F28335型數(shù)字信號處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于DSP的三電平空間矢量調(diào)制系統(tǒng)，其特征在于，所述DSP逆變器包括A/D轉(zhuǎn)換通道和兩個(gè)事件管理模塊EVA、EVB。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于DSP的三電平空間矢量調(diào)制系統(tǒng)，其特征在于，所述三電平逆變橋是由多個(gè)IGBT組成的鉗位電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于DSP的三電平空間矢量調(diào)制系統(tǒng)，其特征在于，還包括大電解電容和阻尼電阻，大電解電容和阻尼電阻都分別與二極管整流橋并聯(lián)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于DSP的三電平空間矢量調(diào)制系統(tǒng)，其特征在于，采用M57962作為驅(qū)動(dòng)電路的光耦驅(qū)動(dòng)芯片。
【文檔編號】H02M7/487GK203747685SQ201420034134
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月21日
【發(fā)明者】尹嘉, 李穩(wěn)良, 尹伊 申請人:湖南湘潭電力設(shè)備集團(tuán)有限公司