基于SVPWM的航空高功率因数整流器设计

三相PWM整流器是采用电机矢量控制的思想通过控制电流来调节电压。采样后的三相电流通过CLARK和PARK坐标变换获得两相旋转坐标系下的id、iq分量，将电压误差信号经PI调节作为有功电流指令值，而无功电流的指令值可以直接设为零，通过解耦得到三相VSR的指令电压，并通过SVPWM算法得到三相整流器的控制信号。

3．1 交流侧电压调理电路

系统网侧给定输入电压为三相交流115 V，对电压进行采样时通过变压器进行降压采样，然后调理电压信号，使电压信号值在TMS320F281 2的数据采集端要求的0～3 V之间，电压调理电路如图5所示。

3．2 直流电压调理电路

直流侧输出电压约350 V，为实现对直流侧电压的数据采集，采用运算放大器组成双输入放大电路，通过选择合理的参数值将直流侧的输出电压转换到O～3 V范围之内，然后送入DSP的AD接口。

3．3 TMS320F2812程序初始化流程

通过对空间矢量脉宽调制技术控制算法的详细分析和三相VSR的建模与仿真发现，SVPWM的控制算法具有便于数字化实现的特点。选用目前已经开发比较成熟的低功耗、低成本且具有相当集成度的定点TMS320F2812作为核心控制器。该器件是Tl公司推出的新一代低价格、高性能的32位定点数字信号处理器DSP。数字信号处理器是三相高功率因数整流器的重要组成部分。TMS320F2812实现的软件部分主要包括主程序和中断子程序。主程序主要是完成系统的初始化工作，包括系统时钟设置、初始化寄存器的值和开全局中断以及开事件管理器中断进入工作状态。其程序流程如图6所示。

4 试验结果

根据三相VSR的数学模型和相关原理，在实验室中搭建了实验电路并进行了试验。试验中电源为115 V／400 Hz三相交流电源，当负载为217Ω时，测得网侧A相输入电压与A相输入电流波形如图7所示，由图7中可以看出输入电压与输入电流同相位，从而实现了高功率因数整流。

5 结论

为了满足航空整流器对整流电源低谐波、高功率因数、快速响应、直流输出稳定等要求，利用输入电压空间矢量定向，提出了一种新的便于数字实现的SVPWM控制策略。由试验结果可以看出，采用空间矢量控制技术设计的整流器网侧电流很好地跟随网侧电压，实现了高功率因数整流，达到设计要求。