三相SPWM變頻電源控制系統(tǒng)基于DSP的設(shè)計方案，采用不對稱規(guī)則采樣算法和PID算法，輸出的電壓波形基本為正弦波，并具有故障保護(hù)功能，可對輸入交流電源進(jìn)行自動斷電，可靠性高。實驗證明，該方案設(shè)計電路簡單，抗干擾能力強(qiáng)，控制效果良好，在電源行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。
變頻電源作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，其性能的優(yōu)劣直接影響到整個系統(tǒng)的安全可靠運行。現(xiàn)代變頻電源以其低功耗、電路簡潔等優(yōu)點而備受青睞。電源采用交流-直流-交流濾波技術(shù)，輸出電壓、電流波形為純正弦波，頻率、幅度在一定范圍內(nèi)可調(diào)。
提出了一種基于DSP的三相變頻電源控制系統(tǒng)的設(shè)計方案，通過有效地利用TMS320F28335豐富的片上硬件資源，實現(xiàn)了SPWM的不規(guī)則采樣，并采用PID算法使系統(tǒng)產(chǎn)生高質(zhì)量的正弦波，具有運算速度快，精度高，靈活性好，系統(tǒng)可擴(kuò)展等特點。
首先是系統(tǒng)的概述。
變頻電源按照其結(jié)構(gòu)的不同，可以分為開關(guān)型和線性型兩種類型。采用交-直-交式變換工藝實現(xiàn)變頻電源的結(jié)構(gòu)。該方法是先由單相全橋整流電路完成交-直變換，再由DSP將直流電源轉(zhuǎn)換為三相SPWM波形供給后級濾波電路，從而形成標(biāo)準(zhǔn)正弦波。采用TI公司TMS320F28335工業(yè)浮點數(shù)字信號控制器作為變頻系統(tǒng)控制器。該系統(tǒng)具有高速150MHz、32位浮點處理單元、單指令周期32位累加運算能力，滿足了應(yīng)用對浮點處理器性能的要求，可用于更快的代碼開發(fā)和集成控制。F2833x浮點控制器與上代數(shù)字信號處理器相比，不僅性能平均提高了50%，而且具有精度高、軟件開發(fā)簡單和與C28xTM控制器軟件兼容等優(yōu)點。
第二，系統(tǒng)的總體框架。
1、整流濾波模塊：整流濾波電網(wǎng)輸入的交流電源，為變流器提供較小紋波DC電壓。
2、三相橋式逆變模塊：將直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓。智能IPM電源模塊在功率級上的應(yīng)用，電路簡單，可靠性高。
3、濾波模塊：對干擾和無效信號進(jìn)行濾波，使輸出信號為標(biāo)準(zhǔn)正弦波。
4、控制電路模塊：在檢測出輸出電壓和電流信號后，按照一定的控制算法和策略產(chǎn)生SPWM控制信號，控制IPM開關(guān)管的通斷，使輸出電壓保持穩(wěn)定，同時通過SPI接口對輸入電壓和電流信號進(jìn)行程序控制調(diào)節(jié)。采集器對輸出信號進(jìn)行頻率測量。
5、電壓、電流檢測模塊：根據(jù)需要，對線路電壓和相電流的變化進(jìn)行實時檢測，所以需要三個電壓檢測電路和三個電流檢測電路。電壓跟蹤器將所有檢測信號隔離，然后通過TMS320F28335的A/D通道進(jìn)行輸入。
6、輔助電源模塊：為控制電路提供DC電源，以滿足一定的技術(shù)要求，保證系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運行。
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