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)動電路在不斷的改進；控制領(lǐng)域各種控制思想的融合，加之更先進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，已經(jīng)在低壓控制高壓領(lǐng)域發(fā)揮出巨大優(yōu)勢。本文結(jié)合三電平NPC(Neutral Point Clamped，中點箝位型)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)計了系統(tǒng)實驗平臺，對三電平NPC逆變器主要控制技術(shù)進行了研究

2、，通過實驗驗證取得良好效果。主要研究內(nèi)容如下：
　　 本文在總結(jié)三電平NPC逆變器國內(nèi)外發(fā)展狀況的基礎(chǔ)上，研究了三電平NPC逆變器的主要拓撲結(jié)構(gòu)和基本工作原理，并對兩種基本控制方式(SPWM和SVPWM)進行了理論分析和仿真實驗設(shè)計，確定了SPWM和SVPWM兩種控制方案。
　　 研究了三電平NPC逆變器中點電位的波動機理，在分析影響中點電位波動因素的基礎(chǔ)上，建立了中點電流數(shù)學(xué)模型，通過一種簡單的閉環(huán)控制方法實現(xiàn)中點電位

3、的平衡控制；研究了PWM控制中由于加入死區(qū)時間產(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)補償策略和硬件死區(qū)補償策略，軟件死區(qū)補償是通過合理的調(diào)整無效功率開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷時間來實現(xiàn)的，硬件死區(qū)補償是通過適當修正脈沖的前沿或者后沿來實現(xiàn)的；研究了三電平逆變器的異步電機變壓變頻調(diào)速控制，設(shè)計了軟件控制方案，實現(xiàn)了對異步電動機的平滑調(diào)速。
　　 建立了中點電位的平衡控制模型，進行了中點電位平衡控

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)補償策略和硬件死區(qū)補償策略的仿真模型，進行了死區(qū)補償?shù)姆抡嫜芯浚抡娼Y(jié)果表明了兩種補償策略的正確性和可行性。
　　 設(shè)計了系統(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)動電路，實現(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)補償電路、采樣電路、保護電路、電流極性檢測電路

5、、鍵盤與顯示電路和限流啟動電路等，實現(xiàn)了系統(tǒng)的可靠平穩(wěn)運行。
　　 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、主程序設(shè)計和中斷程序設(shè)計，其中主程序中設(shè)計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)計了SPWM生成子程序和死區(qū)補償子程序。鍵盤與顯示程序具有很大的擴展空間和良好的實用性，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，達到了平滑調(diào)速的目的；SPWM生成程序算法簡單，易于實現(xiàn)；死區(qū)補償程序在DS