DSP控制的單位功率因數(shù)弧焊逆變電源.pdf

1、目前，對地球環(huán)境的保護已經(jīng)成為了人們的共識，對于電力系統(tǒng)環(huán)境，無諧波就是“綠色”、“無污染”的主要標志之一。在電力系統(tǒng)中各種諧波源產(chǎn)生的諧波對電力系統(tǒng)造成的污染影響到整個系統(tǒng)的電氣環(huán)境，包括用戶本身和其它同一電網(wǎng)的用戶。對諧波抑制技術(shù)的研究已成為電力電子技術(shù)發(fā)展的一個重大方向。 傳統(tǒng)的弧焊逆變電源的前級多為采用二極管整流的不控橋式整流器，后接較大的電容濾波，這種電路結(jié)構(gòu)將導致弧焊逆變電源在電網(wǎng)端的輸入電流產(chǎn)生畸變的尖角波，而并非

2、正弦波，可以通過傅立葉級數(shù)展開觀測其富含大量的高次諧波分量，這種電壓型整流器輸入電流特征次諧波單相為2n+1次，三相為6n±1次，這是具有這種電路結(jié)構(gòu)形式整流器擁有的普遍的規(guī)律。由于輸入電流畸變產(chǎn)生對電網(wǎng)的污染顯然不能滿足“綠色”的要求，而且還大大的降低了設(shè)備本身的功率因數(shù)，增加了設(shè)備對電網(wǎng)配電容量的要求。隨著人們對電網(wǎng)污染認識的不斷加深以及相關(guān)諧波限制標準的出臺，進行弧焊逆變電源功率因數(shù)校正技術(shù)的研究對于清潔電網(wǎng)環(huán)境、滿足電磁兼容要求

3、具有重要的現(xiàn)實意義。 基于此，本課題在分析基于交流升壓方式的三相功率因數(shù)校正電路的基礎(chǔ)上，對具有單位功率因數(shù)弧焊逆變電源進行了研究，以實現(xiàn)傳統(tǒng)弧焊逆變電源的諧波抑制功能。 本文研究的主要內(nèi)容包括：對單位功率因數(shù)弧焊逆變電路系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計分析；分析論證了基于交流升壓方式三相功率因數(shù)校正電路的諧波抑制性能；對有源功率因數(shù)校正技術(shù)進行了對比，并對平均電流控制技術(shù)雙閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計及主電路參數(shù)的選擇進行了分析；借助Matlab

4、/Simulink仿真工具，對系統(tǒng)的主電參數(shù)和控制參數(shù)進行了優(yōu)化設(shè)計；設(shè)計了基于DSP的數(shù)字控制系統(tǒng)(硬件設(shè)計和軟件設(shè)計)；針對平均電流控制的不足提出了一種基于PFC預測占空比控制方案。 通過以上對單位功率因數(shù)弧焊逆變電源的設(shè)計分析，研制了一臺帶有諧波抑制功能的弧焊逆變電源，其輸入級采用本文研究的三相交流升壓功率因數(shù)校正電路，后級功率變換器采用全橋逆變電路。通過對平均電流控制方案和基于PFC預測占空比方案的實驗，驗證了此系統(tǒng)的諧