基于dsp的并网逆变系统研究

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1、低压电器(2010No12)·智能电网与智能电器·基于DSP的并网逆变系统研究林旭成，杨苹，吕茵(华南理工大学电力学院，广东广州510640)摘要：阐述了一种基于数字信号处理器TMS320LF2407A的小功率并网逆变器的研究与设计。详细分析了系统的工作原理，并给出了系统的控制框图和软件设计流程图。最后进行了仿真和样机试验，结果表明，并网波形良好，满足要求。关键词：数字信号处理；并网逆变；数字控制林旭成(1985一)，中图分类号：TM732文献标志码：A文章编号：1001—5531(2010)12-0014

2、-03男，硕士研究生，研究方向为电力电子ResearchofGrid．ConnectedInverterBasedonDSP与电气传动。LINXucheng，YANGP，LVn(SchoolofElectricPower，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，China)Abstract：Asmallpowergad—connectedinverterbasedonthedigitalsignalprocessorTMS320LF2407Awass

3、tudiedanddesigned．Theoperatingprincipleofthesystemwasanalyzed，andcontrolblockdiagramofthewholesystemandthesoftwareflowchartsweregiven．Finally．theexperimentalresultsshowedthattheoutputwaveformofgadcurrentwasunityandcouldmeetthedemandofgrid—connection．Keywor

4、ds：digitalsignalprocessing(DSP)；gridconnectedinverter；ditalcontrol0引言甲呼风能由于其巨大的优势，已经成为新能源技。恒术研究的重点，而逆变器作为风能发电系统中的图1系统结构框图核心部分，也得到了广泛的关注。其中传统PI模拟控制和锁相控制由于其电路组成复杂、可靠性节能源传递的作用。低，已逐渐被日益崛起的数字化控制所替代。本1．1主电路拓扑文基于DSP数字控制器，设计了一种小功率风机小型风机单相并网逆变系统的主电路主要采逆变并网系统。用单相全桥逆

5、变拓扑，逆变器选用IPM模块6MBP20RH060，该模块内含驱动电路和过流、过1小型风机并网发电系统的组成压、过热等保护，集成度高，电磁干扰小。滤波电小功率风机并网系统主要由风机，发电机，感采用单电感结构，变压器在其中主要起电气隔DC—DC升压电路，蓄电池，DC—AC逆变电路，滤波离作用。主电路拓扑结构如图2所示。电路和控制电路构成。风机并网发电系统的结构1．2控制芯片采用TMs32OLF2407A作为控制芯片。该芯框图如图1所示。系统的工作过程为：风机和发电机将风能转片是一款功能强大的数字信号处理器。其

6、优点为电压和频率变化的电能；经过升压和逆变电路有：①供电电压为3．3V，减低了功耗；②最高频将这不稳定的电能转化为与电网同频同相的电率可达40MHz，提高了控制器的实时控制能力；能，并尽可能地输送给电网。蓄电池在其中起调③每个管理器模块都包含有通用定时器、PWM杨苹(1967一)，女，教授，博士生导师，研究方向为电力电子建模与控制。吕茵(1985一)，女，硕士研究生，研究方向为电力电子及电气传动。一l4一·智能电网与智能电器·低压电器(2010No12)图2单相全桥逆变电路拓扑图通道和捕获单元等；④完成1路

7、A／D转换的时间仅需375ns；⑤可编程的PWM死区控制可防止上下桥臂直通。当外部引脚PDPINTx出现低电平时能快速关断PWM通道，对系统提供快速可靠的保护。可见TMS320LF2407A具有并网逆图3系统拓扑与控制结构变器数字化设计所需的结构特点。1．3控制原理图由于逆变器工作时直流母线电压会有波动，故小型风机单相逆变系统采用双闭环PI控制，外环为直流电压环，内环为并网电流环。外环的给定为恒定的直流母线电压，反馈量为直流母线电容两端的电压，对误差进行PI调节，输出作为并网参考电流的幅值，同时通过检测电网

8、电压的频率相位，并以之作为并网参考电流的频率相位，两者相乘作为参考电流的给定。内环反馈量为实际的逆变输出电流，两者的误差经过PI调节后，得到的波形与三角载波比较产生4路PWM调制波，驱动IPM模块工作。同时为了消除电网扰动对系统的影响，还采取了电网电压前馈控制。前图4PI控制的程序流程图馈控制不仅控制速度快，大大减小了PI调节的输出，还使得系统等效为一个无源逆变系统，大大提2．2软件锁相高了系统的稳定性。通过PI