【正文】 ................... 3 三相電壓型 PWM 整流器（ VSR）分析 ............................... 3 三相電壓型 PWM 整流器的電流控制技術 ............................ 6 三相 VSR 間接電流控制 .................................... 6 三相 VSR 直接電流控制 .................................... 6 SPWM 調制波的實現 ............................................. 7 89C52 簡介 .............................................. 7 SA8281 工作原理簡介 ..................................... 8 SA8281 各引腳功能簡介 .................................... 8 SA8281 的內部結構及工作原理分析 .......................... 9 對于三相 VSR 交流側電感、直流側電容參數選擇的分析 ............. 10 三相 VSR 交流側電感分析 ................................. 10 三相 VSR 直流側電容分析 ................................. 12 第 3 章 三相電壓型 PWM 整流電路的主電路設計 ........................... 15 主電路的拓撲結構選擇 ........................................ 15 IGBT 管的選型 ................................................ 15 交流側電感設計 ............................................... 16 直流側電容設計 ............................................... 17 保護電路設計 ................................................. 18 交流側過流保護 ........................................ 18 IGBT 的保護 ............................................ 18 第 4 章 控制電路的設計 ............................................... 20 本設計采用的控制方式 ......................................... 20 檢測電路的設計 ............................................... 20 直流側電壓的檢測 ....................................... 20 交流側過電流的檢測 ..................................... 20 調制比 m的確定 ............................................... 21 電流 PI 調節(jié)器的設計 .......................................... 21 電壓 PI 調節(jié)器的設計 .......................................... 23 IV 第 5 章 驅動電路的設計 ............................................... 26 驅動芯片選取 ................................................. 27 驅動電路的設計 ............................................... 27 驅動電源 ..................................................... 28 第 6 章 軟件程序結構圖設計 ........................................... 29 第 7 章 ORCAD 仿真 .................................................... 31 結 論 .............................................................. 33 致 謝 .............................................................. 34 參考文獻 ............................................................ 35 1 前 言 電力電子技術是現代電工技術中最活躍的領域，并且在電力系統(tǒng)中得到日益廣泛的應用。實驗結果驗證三相電壓型 PWM 整流電路輸出穩(wěn)定的直流電壓，實現了高功率因數整流，電網側相電壓、電流基本同相位，電流跟隨性能好的優(yōu)點。通 過 單相橋式整流電路來設計驅動電源?？刂齐娐吠ㄟ^專門用于三相 SPWM 波發(fā)生和控制的集成電路芯片 SA8281 和單片機 89C52 及其外圍電路來實現。 本文首先概述 PWM 整流器，簡略介紹了 PWM 整流器的分類。 I 中功率三相電壓型 PWM 整流電路設計 摘要 隨著電力電子技術的發(fā)展，整流器的發(fā)展經歷了由不控整流器、相控整流器到 PWM 整流器的發(fā)展過程。盡管分類方法多種多樣，但最基本的分類方法是將 PWM整流器分成電壓型和電流型兩大類?？刂葡到y(tǒng)中采用電壓、電流雙閉環(huán)控制。保護電路主要是通過程序來實現的。 關鍵詞 ： PWM整流器；雙閉環(huán)； ORCAD/Pspice仿真 Abstract With the development of power electronic technology, rectifier development is experienced by uncontrollable rectifier, phase controlled rectifier to the development process of PWM rectifier. Uncontrollable rectifier and phase controlled rectifier on power grid into large harmonics and reactive power , cause serious pollution. PWM rectifier can make the side current sine, and runs on unit power factor rectifier, solve II the disadvantages, to meet the green electricity transform trend, thus obtains the widespread application and research. This paper first gives an overview of PWM rectifier, briefly introduces the classification of PWM rectifier. Although the classification methods varied, but the most basic classification method is divided into PWM rectifier voltage and current of two kinds. Because this design is used in threephase voltage type rectifier circuit, so a detailed analysis of the main circuit topological structure, work principle and mathematic model. And on this basis the DC side capacitor and inductor, AC side of IGBT pipe parameters calculation. Control circuit for threephase SPWM wave through the occurrence and control of integrated circuit chip SA8281 and 89C52 MCU and its peripheral circuits to achieve. Used in the control system of voltage, electric current double closed loop control. According to the typical II system design of voltage outer loop, voltage outer loop is the primary role of DC side voltage control of threephase VSR。它幾乎滲透到社會的各個方面：比如交通運輸、航空航天、無線電通信與電視、電力系統(tǒng)、冶金、石化、汽車電力電子應用技術、電話、核能利用、國防軍工科技等等領域。 功率半導體開關器件性能的不斷提高促進了電力電子變流技術的迅速發(fā)展，如變頻器、高頻開關電源、逆變電源、以及各類特種變流器等。對于變流裝置，“綠色”電能具有電網無諧波污染、單位功率因數，以及功率控制系統(tǒng)的高性能、高穩(wěn)定性、高效率等傳統(tǒng)變流裝置所不具備的優(yōu)越性能。據統(tǒng)計，二十世紀末期，美國發(fā)電站生產的電能 40%以上都需要經過變換和處理后才供負載使用的。設計出整流裝置的拓撲電路，整流電路輸入為三相市電（星形連接），電源內阻為 ，整流裝置所帶的負載為電阻、電感負載，電阻為 60歐姆、電感為 2mH。 本文設計方案 本文采用的 PWM 整流裝置 主要由三相半橋，負載，驅動電路，控制電路組成。具體按 典型 I系統(tǒng)設計電流內環(huán)，按典型 II系統(tǒng)設計電壓外環(huán)。 驅動電源采用單相橋式整流電路。 由于 PWM整流器網側電流正弦化且運行于單位功率因數狀態(tài)，能量可雙向傳輸，從而真正實現了“綠色電能變換”。而 ， 等則基于開關電路的變壓器等效電路，建立了低頻等效電路模型，與上述基于微分方程得到的低頻模型實質是相同的。在小功率場合， PWM整流器拓撲結構的研究主要集中在減少功率開關和改進直流輸出的性能上。隨著研究的深入，基于 PWM 整流器拓撲結構及控 制的策略，相關的應用研究也發(fā)展起來。電壓型的特點是直流側并聯電容，使 VSR直流側呈低阻抗的電壓源特性。按 PWM開關調制可以分為硬開關調制和軟開關調制。三相橋臂具有兩種開關模式，即上側橋臂導通或者下側橋臂導通。 本設計采用的是三相平衡電源，即三相電源電壓為正弦波，且三相對稱。每相電壓都為正弦波，所以可以推導出每隔 60 5 度就有一相的電流改變極性，從而影響主電路的換流方式。 當進行波形分析時，假設三相電壓型 PWM整流電路功率因數為 1 ，網側電流 )(tij 與電動勢 )(tej 同相。下面分別簡紹這兩種控制方法的基本原理。但是動態(tài)響應比較慢，對系統(tǒng)參數變化靈敏。通過電壓 PI調節(jié)器，輸出三相 VSR交流側電流峰值指令信號 *mI 。由于只采用了電壓環(huán)，所以存在 電流響應慢等缺點。圖 VSR滯環(huán)電流控制系統(tǒng)結構。電流內環(huán)采用的是非線性環(huán)節(jié) —— 滯環(huán)，交流指令信號與實際交流電流信號進行滯環(huán)比較。具體是因為系統(tǒng)在每一個載波周期都對電流進行比較，因此當發(fā)生電流過大時，可以快速動作保護。 圖 89C52引腳結構 在本設計中， 89C52單片機的主要有 3個作用，具體為： 控制 SA8281芯片產生 SPWM波。 SA8281 采用28腳 DIP和 SOIC封裝兩種形式。 CS、 WR、 RD、 ALE分別是片選、寫、讀和地址鎖存信號線。 4） TRIP 引腳：輸出閉鎖狀態(tài)。 其他引腳為： 1） RST引腳：硬件復位引腳，低電平有效。 圖 SA8281的內部結構 SA8281與 89C52的接口原理圖如圖 。為了避免誤閉鎖，所以需要給各故障信號均加上濾波延遲電路，合并后的故障信號進一步經由單穩(wěn)電路構成的窄脈沖消除電路以消除干擾脈沖的影響。 對于三相 VSR交流側電感參數的選擇一般有兩個指標。 當三相 VSR直流側的電壓 dcv 確定后， VSR交流側電壓的最大峰值也可以得到確定，即 dcMvV ?max （ 215） 式中， M表示三相 PWM相電