数字控制SPWM逆变器研究

模拟控制经过多年的发展,已经非常成熟,但它仍然存在很多不足之处,随着DSP(数字信号处理器)的出现和发展,数字控制系统以其通用性强、抗干扰能力强、控制规律灵活、可实现先进控制算法和便于实时控制等优点成为现代电力电子技术发展的方向之一。 首先,本文介绍了三种经典的SPWM调制方式,包括双极性SPWM调制法,单极性SPWM调制法,倍频单极性SPWM调制法,通过比较最终选择了倍频单极性SPWM调制法作为本文所研究逆变器的调制方式。在此基础上给出了系统的传递函数,分析了系统的稳定性和外特性。 其次,给出了系统的硬件结构框图,并设计了系统各个部分的硬件电路,包括主电路,驱动电路,采样电路和保护电路,以及数字控制系统的硬件电路,并完成了数字控制电路部分的PCB板的设计。 再次,在传统的PI调节器的基础上,给出了几种用DSP完成PI算法的方法,通过和DSP自身的特点相结合,本文最终选择用增量式PI算法。并给出了系统控制软件的总体结构。 最后,基于DSP(TMS320LF2407A)完成了数字控制SPWM逆变器的原理试验,试验结果表明,数字控制在改善逆变器的动态和稳态性能方面也能获得良好的效果。