基于TMS320F2812的三相整流器设计研究

摘要：详细论述了SVPWM(空间矢量调制)的基本原理，给出了一种基于DSP实现的三相PWM整流器控制系统的设计方案，并且应用了TMS320F-2812，给出了一台原理样机的设计方法，同时进行了实验验证。
关键词：PWM整流器；电压空间矢量；数字信号处理器

O 引言
PWM整流器与传统的不控整流或相控整流相比，具有功率因数高，输入电流正弦波形好，可实现能量的双向传输等优点，是一种真正的“绿色电源”，一直成为研究的重点。在对PWM整流器的研究过程中，学者先后提出了多种控制方案，其中SVPWM(空间矢量调制)以其具有直流电压利用率高、可以快速动态响应等优点而备受研究者们的关注。
本文在分析了电压空间矢量控制原理的基础上，提出了一种便于数字实现的控制算法。该算法采用输入电压空间矢量定向，直接计算空间电压矢量的位置和作用时间，同时利用数字信号处理器(DSP)来实现三相PWM整流器空间矢量的全数字控制。本文介绍了其系统组成及控制原理，最后给出了实验波形。

1 空间矢量脉宽调制原理
图l是三相电压型整流器(VSR)的主电路拓扑结构，该结构与三相逆变器拓扑结构非常相似，因而可以把3个电感L和电网输入整体看作是一个交流电机模型，并把类似于三相交流电机的空间矢量控制方法用到三相VSR的控制中来。

设电网的三相电压分别为：

那么，根据定义的开关函数，其空间矢量共有8种工作状态：(000)、(001)、(010)、(011)、(100)、 (101)、 (110)、 (111)，即V0～V7。电压空间矢量的分布位置如图2所示。事实上，空间矢量PWM控制就是通过分配电压空问矢量(尤其是零矢量)的作用时间，以最终形成等幅不等宽的PWM脉冲波，从而实现追踪磁通的圆形轨迹。