数字控制三相功率因数校正技术研究

摘要

在现在的工业生产中，企业大量使用了AC/DC整流电源。由于民众环保意识的提高，电子技术的进一步发展，加之低功率因数整流系统持续给人们带来的谐波污染和电网公害逐渐为人所认知。因此在提高功率因数同时，还要尽可能的消除电网谐波带来的污染。在现在使用的电网中，相当一部分是中大功率的电力电子设备，因此，现在世界上研究的一大热点就是研制具有高功率因数的三相整流器。近几年数字技术突飞猛进的进步，数字信号处理器(DSP)可以实现更多的控制策略。
　　本文对三相功率因数校正技术的发展历史进行了研究，并分析了技术现状和发展趋势。分析了三相功率因数校正电路拓扑结构，单相PFC组合成三相PFC的技术优点和设计办法。从四个方面分析了三相PFC的拓扑结构，三相PFC基本拓扑的实现方式。分析了如何对电流控制和空间矢量调制进行直接和间接影响，而且还建立了相关的模型和进行数值仿真。最后，还分别对三相单开关、双开关、三开关以及四开关、六开关的三相PFC的数字控制技术进行了研究。
　　最终本文制作一种利用TMS320F2812数字处理芯片的利用单周期控制技术的三相六开关型功率因数校正器件，并编写了相应的控制程序，主要包括主程序、中断设置程序、AD采样程序以及PWM生成程序等。最后通过实验验证了本文所设计的整流器可以达到满意的效果。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 功率因数的定义

1．2 三相PFC技术的发展情况及现状

1．3 论文的研究背景

1．4 论文的主要研究内容

第二章 三相PFC电路介绍与分析

2．1 单开关三相PFC电路

2．2 双开关三相PFC电路

2．3 三相三开关PFC电路

2．4 三相四开关PFC电路

2．5 三相六开关PFC电路

2．5．1 三相六开关PFC电路的数学模型

2．5．2 三相静止坐标系(a，b，c)下数学模型的建立

2．5．3 两相静止坐标系(α，β)下数学模型的建立

2．5．4 两相同步旋转坐标系(d，q)下数学模型的建立

2．6 本章小结

第三章 三相六开关PFC的控制策略

3．1 三相PFC电流控制策略

3．1．1 直接电流与间接电流控制

3．1．2 静止坐标系下与同步旋转坐标系下直接电流控制

3．2 同步旋转坐标系下电流前馈解耦控制

3．3 双闭环PI调节器设计

3．3．1 电流环PI调节器设计

3．3．2 电压环PI调节器设计

3．4 本章小结

第四章 功率因数校正电路设计

4．1 主电路设计

4．2 驱动电路设计

4．2．1 触发电路设计

4．2．2 驱动电路设计

4．3 基于DSP的硬件电路

4．3．1 同步信号检测电路设计

4．3．2 电流检测电路

4．3．3 电压检测电路

4．4 保护电路设计

4．4．1 过压保护电路

4．4．2 过流保护电路

4．5 本章小结

第五章 系统软件设计

5．1 主程序流程图

5．2 定时器1中断子程序

5．3 模数转换子程序

5．4 试验结果分析

5．5 本章小结

第六章 结论

致谢

参考文献