四象限變頻器矢量控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代電力電子技術和計算機技術的發(fā)展,由全控器件所組成的PWM整流器備受矚目。電壓源型整流器(Voltage Source Rectifier,VSR)具有輸入電流正弦、功率因數(shù)高、能量可雙向流動的優(yōu)點,近年來一直是研究關注的熱點。將VSR與電壓源型逆變器(Voltage Source Inverter,VSI)整合為VSR-VSI應用于電機驅動控制系統(tǒng)中,能夠實現(xiàn)電機驅動系統(tǒng)的雙向可逆運行和能量回饋控制,但該技術目前仍處于研究階段。

2、為此本文選取PWM-VSR作為重點研究對象,重點分析VSR有源前端的控制策略和母線電壓可控,能量可雙向流動的新特點。
　　本文首先對四象限變頻器的基本原理進行了分析,說明了其四象限的工作原理,再介紹了SVPWM調制原理,然后分別詳細分析了永磁同步電機(PMSM)和異步電機的矢量控制方式,并給出了控制框圖。然后在此基礎上著重分析了四象限變頻器中PWM-VSR的控制策略,首先根據(jù)PWM-VSR在d、q坐標系下的數(shù)學模型,拉普拉斯變換之

3、后,實現(xiàn)交直軸電流的解耦,然后分別對電流內環(huán)和電壓外環(huán)的PI參數(shù)進行了定量的推導和計算。再對主電路中網側濾波電感的選取進行了定量的分析計算,對直流母線電容的選擇進行了定性的分析,之后給出了PWM-VSR的控制框圖。
　　然后,文章簡要介紹了TMS320F28335的功能,再著重詳細分析了四象限變頻器主控板的硬件電路設計,包括采樣電路、最小系統(tǒng)板、外設接口電路以及驅動電路。之后,對四象限變頻器的控制軟件進行了介紹,先是給出了PWM-

4、VSR的控制主程序流程圖,然后給出了A/D中斷服務子程序流程圖。接著就本系統(tǒng)所使用的10.2寸觸摸屏(上位機)和控制板之間的通信程序進行了詳細的說明,包括QTouch組態(tài)軟件介紹、標準Modbus協(xié)議介紹以及本系統(tǒng)DSP與觸摸屏通信規(guī)約。
　　最后,對四象限變頻器所做的實驗進行了介紹,所做實驗主要是針對PWM-VSR的,并給出了部分波形以及對波形的分析,有高頻整流和有源逆變工況下,網側電壓、電流波形,突增和突減負載時網側電流的母線