基于DSP的特定消諧變頻器的設計方法研究

孫澄宇，鄒 剛

(1.吉林化工學院教務處，吉林吉林132022;2.國家電網公司吉林供電公司發展策劃部，吉林吉林132011)

在工業調速領域中，與傳統的機械調速相比，通用變頻器調速以其智能化、數字化、網絡化等諸多優點越來越受到人們的青睞.變頻器的關鍵技術是將直流電變為交流電的逆變技術.與其他消諧技術相比，特定消諧(Selective Harmonic Elimination，簡稱SHE)技術具有消除諧波次數多、殘余的諧波分量幅值小、輸出波形質量好、功率開關器件開關頻率低、損耗小、效率高以及能有效降低因低次諧波而引起諧振的可能性等優點［1-4］，廣泛用于變頻調速、光伏逆變和有源濾波等裝置.

本文設計了一種基于TMS320F2812的特定消諧PWM脈沖及控制電路的變頻器［5-6］，利用DSP內部的事件管理器實現雙極性特定消諧脈沖的發生、變頻及死區的生成.簡化了控制電路及外圍器件的結構，提高了變頻器的可靠性和實時性.

1 SHE技術

消除特定諧波法是1973年F.G.Turnbull提出的［7］.SHE技術是直接利用輸出電壓的數學模型來求解開關角.通過對電壓波形進行傅利葉級數展開，令基波幅值為一給定值，再令某些特定次諧波幅值為零，從而得到一個反映脈沖相位角度關系的非線性方程組，求解該非線性方程組，并按求得的脈沖相位角度加以控制，即可消除特定的低次諧波［8-9］.圖1為單相SHEPWM輸出的雙極性電壓波形，對其進行傅利葉分析.建立并求解方程組，得到一組在［0，π/2］區間內的脈沖開關角，再由輸出波形的奇諧對稱性，可以求得整個周……