基于TMS320LF2407 DSP电力机车四象限整流的研究

摘要

本文侧重于三相电压型PWM整流器及其控制系统的工程设计与实现，以提供一种较为实用的控制器设计与选取方法。论文主要内容包括算法研究、控制器设计、装置开发、样机仿真。 文章首先讨论了三相电压型PWM整流器的基本原理，然后在推导其数学模型的基础上总结了目前采用的各种控制方法，并且指出了各自的特点，主要针对三相电压型PWM整流器的开关控制脉冲的控制算法进行了研究。文中分析了基于空间电压矢量调制PWM(SVPWM)的控制方法，详细推导了其实时控制算法原理和计算过程，在矢量区间判断上采用非坐标变换法进行判断，给出了在各个扇区中的矢量选择以及作用时间的计算公式。这种改进方法对SVPWM控制算法有一定程度的简化，从而使其更易于数字化实现。

目录

文摘

英文文摘

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1绪论

1.1课题背景及意义

1.2电力机车的历史与发展前景

1.3 PWM整流器概述

1.3.1 PWM整流器发展历程

1.3.2 PWM整流器待进一步研究的问题

1.3.3 PWM整流控制技术研究方向

1.4本课题所做的主要工作

2 PWM整流器原理、拓扑结构及控制策略

2.1 PWM整流器原理

2.1.1 PWM整流器四象限运行

2.1.2三相电压型PWM整流电路

2.2电压型PWM整流器的拓扑结构

2.2.1单相半桥、全桥PWM整流器拓扑

2.2.2三相半桥、全桥PWM整流器拓扑

2.2.3三相三电平PWM整流器拓扑

2.2.4基于软开关调制的PWM整流器拓扑

2.3电压型PWM整流器的控制策略

2.3.1控制方法概述

2.3.2直接电流控制

2.4本章小结

3 PWM整流器的硬件设计与控制方法

3.1主电路的设计

3.1.1交流侧电感的设计

3.1.2直流侧电容的设计

3.2控制电路硬件设计与功能模块

3.2.1数字信号处理器(DSP)简介

3.2.2控制电路的设计

3.2.3检测电路的设计

3.3保护电路设计

3.3.1过压、欠压保护电路

3.3.2过流保护电路

3.4辅助电路设计

3.4.1缓冲电路的设计

3.4.2键盘设定与显示模块

3.5 PWM整流器控制系统的实现方法

3.5.1 PWM整流调制方法

3.5.2利用TMS320LF2407实现SVPWM

3.6本章小结

4 PWM整流器的软件实现

4.1三相电压型PWM整流器双环控制系统

4.2程序模块设计

4.3控制系统的软件实现SVPWM

4.3.1检测量的A/D转换

4.3.2 PI调节的数字实现

4.3.3空间电压矢量产生模块(SVPWM)

4.4系统软件抗干扰设计

4.5本章小结

5系统仿真分析

5.1 MATLAB动态仿真工具SIMULINK简介

5.2仿真模型设计

5.3仿真波形

5.4本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士期间发表学术论文情况

致 谢