四象限整流同步信号处理电路的设计_丁丽娜VIP免费

第25卷第12期Vol．25No．12重庆理工大学学报(自然科学)JournalofChongqingUniversityofTechnology(NaturalScience)2011年12月Dec．2011收稿日期:2011－09－11基金项目:辽宁省海洋与渔业厅项目(2011003);辽宁省教育厅科研项目(L2010073)作者简介:丁丽娜(1977—)，女，硕士，主要从事电力电子与电力传动研究。四象限整流同步信号处理电路的设计丁丽娜，李向军，谷军(大连海洋大学信息工程学院，大连116023)摘要:依据四象限脉冲整流技术的特点，介绍了四象限整流器的运行原理，设计出一种新的网压、网流同步信号处理电路。对电路设计方案及结构的合理性进行了讨论，同时对电路参数进行了详细分析和计算，在此基础上对该信号处理电路进行了仿真和现场试验，对比分析表明该信号处理电路有效可行。该电路能够较好地解决电网电压、电流信号采集的同步性，又能够有效地滤除工频以外的谐波信号干扰，使四象限脉冲整流器能够稳定运行。关键词:四象限整流;同步信号;MFB带通滤波中图分类号:TM92文献标识码:A文章编号:1674－8425(2011)12－0069－05DesignofSyncSignalProcessingCircuitforFour-quardantRectifierDINGLi-na，LIXiang-jun，GUJun(SchoolofInformationEngineering，DalianOceanUniversity，Dalian116023，China)Abstract:accordingtothecharacteristicoffour-quardantrectifier，brieflydescribedtheoperationprincipleoffour-quadrantrectifier．Anewgridvoltageandcurrentsync-signalprocessingcircuitwasdesigned．Thecircuitdesignandtherationalityofthestructurewerediscussed，atthesametimetheparametersofthecircuitwasanalyzedandcalculatedindetail．Onthebasisofthesignalprocessingcircuit，simulationandtestwerecarriedout．Thecontrastanalysisshowedthatthesignalprocessingcircuitwaseffectiveandfeasible．Thiscircuitnotonlycansolvethegridvoltageandcurrentsignalacquisitionsynchronization，butalsoeffectivelyfilteroutsignalinterferenceexceptfrequency，makingthefour-quadrantrectifiertostableoperation．Keywords:four-quardantrectifier;Syncsignal;MFBban-passfilter普通的变流器大都采用二极管整流桥或晶闸管整流，将交流电转化为直流电，然后采用IGBT逆变技术将直流电转化为电压、频率皆可调整的交流电，供电给交流电动机。这种变流器只能工作在电动状态，所以称为两象限变流器。由于两象限变流器采用不可控的整流桥，无法实现能量的双向流动，且在一些大功率应用中，二极管整流及晶闸管整流会对电网产生严重的谐波污染。IGBT功率模块可以实现能量的双向流动，如果采用IGBT做整流桥，用高速、高运算能力的DSP产生PWM控制脉冲，一方面可以调整输入的功率因数，消除对电网的谐波污染，让变流器真正成为“绿色产品”，另一方面可以将电动机回馈产生的能量反送到电网，达到节能效果。这种控制算法可以实现能量的双向流动，称为四象限变流器。为了使四象限整流稳定运行，要求采集的电网电压、电流信号与送入CPU处理的电压、电流信号在严格意义上同步，同步的关键是要实现相位和频率的同步，而频率的同步容易满足，还需要相位同步。同步电压、电流信号的处理不仅要考察滤波处理电路的性能，还要特别关注滤波处理电路对信号相位的影响。本文设计一种新型的同步信号处理电路，由2个MFB带通滤波电路构成，该电路能较好地解决上述问题。1四象限整流器的运行原理图1为四象限整流器的模型电路。从图1中可以看出:模型电路由交流回路、功率开关桥路以及直流回路组成。其中交流回路包括交流电动势e以及网侧电感L等;直流回路包括负载电阻RL及负载电势eL等;功率开关桥路可由电压型或电流型桥路组成(这里多采用全控型器件IGBT)［1］。当不计功率桥路损耗时，由交、直流侧功率平衡关系得到iu=udcidc(1)式中:u、i为模型电路交流侧电压、电流;idc、udc为模型电路直流侧电压、电流。由式(1)不难理解:通过模型电路交流侧的控制，可以控制其直流侧。其中交流侧电感吸收无...