高功率因数双PWM变频调速系统研究

随着微机控制技术及电力电子器件的不断发展，交流电动机变频调速技术也得到了长足的进步，并在生产生活中起着极其重要的作用。传统二极管整流的交一直一交变频调速系统以其结构简单，可实现数字化控制是目前中高档变频器普遍采用的一种控制形式，然而不可控整流引起电流畸变所产生的电磁干扰和谐波污染己经成为了日益严重的问题。 本文所提出的双PWM变频调速系统，基于交一直一交结构，采用PWM可控整流，具有实现网侧电流接近正弦波，网侧功率因数近似为1，较快的动态响应，电能双向传输等诸多优点，真正实现了节能调速和“绿色环保”的高度结合。双PWM变频调速系统包括PWM整流和PWM逆变两部分，关键技术在于PWM整流部分。文中详细介绍了PWM整流器的工作原理，推导出基于开关函数的数学模型，并在此基础上引入两相旋转坐标系，进而给出两相旋转坐标系下的数学模型。应用前馈控制技术，设计了基于PI调节器的电流闭环和电压闭环的双闭环控制系统。对逆变侧变频调速系统的研究中，从理论上分析和研究了异步交流电动机变频调速的几种控制方案，重点研究了SVPWM技术在交流电动机变频调速系统中的应用。最后，利用MATLAB提供的电力电子工具箱在Simulink仿真环境下进行仿真实验，验证了系统的正确性和可行性。 本文在理论分析的基础上，设计了双PWM变频调速系统装置，包括主电路、控制电路、光耦驱动电路、电流和电压采样电路，并给出了设计方案。采用TT公司的TMS320LF2407A DSP芯片实现数字控制，并进行软件设计。