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基于DSP的PWM整流器预测电流控制技术分析
摘要
随着电力电子技术的不断发展，PWM整流器在现代电力系统中的应用与日俱增。传统的整流器存在着谐波污染、效率低等问题，因此PWM整流器应运而生。本论文主要介绍基于DSP的PWM整流器预测电流控制技术，并对该技术的原理进行了阐述、分析与比较。通过对电路结构、功率器件和控制器等方面的讲解，为广大电力电子从业人员提供了一定的参考。
关键词：PWM整流器、DSP、预测电流控制技术、功率因数
Abstract
Withthecontinuousdevelopmentofpowerelectronicstechnology,theapplicationofPWMrectifierinmodernpowersystemisincreasingdaybyday.Traditionalrectifiershaveproblemssuchasharmonicpollutionandlowefficiency,soPWMrectifiershaveemerged.ThispapermainlyintroducesthetechnologyofPWMrectifierbasedonDSPforpredictingcurrentcontrol,andexpounds,analyzesandcomparestheprincipleofthistechnology.Byexplainingthecircuitstructure,powerdeviceandcontroller,itprovidesacertainreferenceforthemajorityofpowerelectronicpractitioners.
Keywords:PWMrectifier,DSP,predictedcurrentcontroltechnology,powerfactor
正文
1.前言
随着现代工业的快速发展，电力系统中的大量用电设备的数量不断增加，使得电源系统的电力品质指标（如电压谐波、电流谐波、功率因数等）的要求越来越高。在这种背景下，PWM整流器作为一种新型的接触技术逐渐被各种电力系统广泛地采用。
2.PWM整流器原理
PWM整流器是通过对电力电子器件的开关控制使得输出电压从直流电压源中提取出直流电压，它能够有效地抑制谐波电流的产生，提高功率因数，具有以下优点：
（1）它能够在不降低输出电压平稳性的前提下提高整流器的功率因数。
（2）它能够有效地抑制输出电流中的谐波电流。
（3）控制器的智能化程度与控制精度较高。
（4）它的效率比传统的整流器高。
3.PWM整流器结构及功率器件
PWM整流器的整流单元结构主要包括半桥、桥式和三相整流器。功率器件主要包括IGBT、MOSFET等器件。在整流器中，IGBT是一种常用的功率器件。
4.DSP应用于PWM整流器
DSP芯片被广泛地应用于PWM整流器中，它的高性能和实时性可以极大地提高PWM整流器的控制性能。DSP作为控制器对PWM整流器进行控制，经常采用双环PI控制和预测电流控制等技术，能够使PWM整流器的输出电压幅值得到有效地控制。
5.预测电流控制技术
预测电流控制技术是一种基于DSP的控制技术，它可以通过对电流进行快速、准确的预测，有效地消除电路中的谐波电流，从而提高整流器的功率因数和控制精度。预测电流控制技术中主要包括基于同步旋转参考框架的控制方法和基于逆重构控制方法。其中，基于同步旋转参考框架的控制方法适用于三相整流器，而基于逆重构控制方法则适用于各种整流器。
6.PWM整流器的功率因数
PWM整流器的功率因数表现为电路的接近或达到1。功率因数的提高主要是通过在控制系统中采取二次控制技术实现的，该技术的原理是在内环电流控制的基础上加一个外环控制，以降低电流谐波。
7.研究现状
目前，预测电流控制技术在PWM整流器控制领域中得到了广泛的应用。各种厂家都在研究如何更好地采用预测电流控制技术，使电力电子产品的性能更加稳定、可靠。但是，该技术的进一步改进与优化还有待进一步深入的研究。
8.结论
基于DSP的PWM整流器预测电流控制技术是当今电力电子技术的一大创新，它能够有效地降低谐波电流，提高整流器的功率因数，提高控制精度。为了更好的实现PWM整流器的功能，未来应该进一步完善该技术，降低成本，提高电力电子产品的性能和可靠性。