一种三相三线制pwm整流器的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种三相三线制PWM整流器。
【背景技术】
[0002]近20年来电力电子技术得到了飞速发展，使得电力电子技术成为现代电工技术中最活跃的领域之一，随着全控型器件技术的进步，出现了以脉宽调制(PWM)控制为基础的各种变流装置，比如逆变电源、变频器、高频开关电源以及变流器等，电力电子装置在国民经济各领域中取得了广泛的应用。
[0003]电力电子器件的广泛使用，电网中的谐波污染问题也变得越来越突出，在各种电力电子装置中，整流器占有较大一部分的比例，目前，整流装置通常采用晶闸管相控整流和二极管不可控整流，这两种整流方式都会导致交流侧输入电流的谐波含量增大，很大程度上污染了电网，使功率因数降低。鉴于谐波电流对公共用户的巨大危害，因此必须对电网的电流质量进行改善。
[0004]目前改善谐波对电网的危害主要是在网侧增设滤波装置，包括采用无源滤波器PF，有源滤波器APF(Active Power Filter)和混合型有源滤波器HAPF(Hybrid ActivePower Filter)。无源滤波器在谐波源附近或公用电网节点装设单调谐及高通滤波器，可以吸收谐波电流，同时还可以进行无功功率补偿，运行维护也简单。只能对单次谐波进行滤除，若要采用无源滤波器对电网谐波电流进行滤除，就势必会大大增加项目的投入，而且无源滤波支路容易与电网阻抗发生谐振，造成更大的危害。在谐波源附近和公用电网节点装设并联型或串联型APF，可以有效地起到补偿或隔离谐波的作用，并联型还可以进行无功功率补偿，但装置造价较高。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型为了解决现有技术的上述不足，提出了一种三相三线制PWM整流器。
[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案:一种三相三线制PWM整流器，包括EMI滤波器、软启动电阻、IPM模块、交流侧电抗器、直流侧电容、触摸屏、DSP核心控制模块，所述EMI滤波器通过与塑壳断路器连接并入电网;所述软启动电阻并联在交流接触器两端;所述交流侧电抗器和IPM模块连接，所述IPM模块输出端经所述直流侧电容和均压电阻连接;所述IPM模块和所述DSP核心控制模块连接，所述DSP核心控制模块包括核心控制芯片DSP2812、线电压过零同步电路、信号调理电路、故障保护处理电路、RS485转换电路;所述线电压过零同步电路的输入端经电压传感器PT接到A、B两相的线电压，输出端接到核心控制模块的外部中断引脚;所述信号调理电路输入端经电流传感器CT连接到电网，所述信号调理电路输出端连接到所述DSP核心控制模块的ADS85561，DS85561为AD采样芯片。
[0007]所述RS485转换电路和所述DSP核心控制模块连接，所述RS485转换电路的RS485输出端与所述触摸屏连接;所述故障保护处理电路输入端分别接IGBT故障信号、过压信号以及过流信号，所述故障保护处理电路输出端通过继电器与交流侧接触器连接;所述核心控制模块通过驱动电路与所述IPM模块连接。
[0008]优选地，所述IPM模块包括三组IGBT模块，所述IGBT模块为FF900R12IP4D模块。
[0009]优选地，所述的线电压过零同步电路包括31滤波电路、限幅电路和比较电路，所述比较电路由LM393所构成的负反馈电路组成，限幅电路由两个反并联的肖特基二极管SS14组成。
[0010]本实用新型的工作原理是:为了实现网侧电流正弦化，运行在单位功率因数，且能实现能量双向流动。PWM控制技术为减少谐波提供了可行的方案。通过负载功率的检测与前馈补偿，提高逆变器的动态响应性能，实时跟踪负载功率的变化；电压外环采用PI闭环控制，稳定直流侧电压，并输出一个电压调节信号lout;引入交流电流反馈，通过对交流电流的直接控制而使其跟踪指令电流值，运算求出交流输入电流指令值，实现指令电流信号的快速无差跟踪，并实现系统的高功率因数PWM整流，到达电能的高效利用，减少系统的电压电流畸变。
[0011]与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为:本实用新型具有使电流波形为具有和电压输入波形同相位的正弦波，电网侧功率因数接近为1，输入电流的谐波接近于0;能够对直流电压进行控制，使之恒定于给定的值，直流侧负载发生变化时，具有很快的动态响应，很快的回到给定值。将其作为大功率开关电源系统中的整流环节，构成大功率高功率因数PWM高频开关电源系统，形成了绿色环保和节能的高度统一。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的拓扑结构图；
[0013]图2为本实用新型的核心处理器外围电路图；
[0014]图3为本实用新型的线电压过零同步电路原理图；
[0015]图4为本实用新型的信号调理电路原理图；
[0016]图5为本实用新型的故障保护处理电路图；
[0017]图6为本实用新型的硬件过流保护电路原理图；
[0018]图7为本实用新型的RS485转换电路原理图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对实用新型进行详细的说明。
[0020]如图1和图2所示，本实用新型提出的三相三线制PWM整流器，包括EMI滤波器、软启动电阻、IPM模块、交流侧电抗器、直流侧电容、触摸屏、DSP核心控制模块，所述EMI滤波器通过与塑壳断路器连接并入电网；所述软启动电阻并联在交流接触器两端;所述交流侧电抗器和IPM模块连接，所述IPM模块输出端经所述直流侧电容和均压电阻连接;所述IPM模块和所述DSP核心控制模块连接，所述DSP核心控制模块包括核心控制芯片DSP2812、线电压过零同步电路、信号调理电路、故障保护处理电路、RS485转换电路;所述线电压过零同步电路的输入端经电压传感器PT接到A、B两相的线电压，输出端接到核心控制模块的外部中断引脚;所述信号调理电路输入端经电流传感器CT连接到电网，所述信号调理电路输出端连接到所述DSP核心控制模块的ADS85561 ；所述RS485转换电路和所述DSP核心控制模块连接，所述RS485转换电路的RS485输出端与所述触摸屏连接;所述故障保护处理电路输入端分别接IGBT故障信号、过压信号以及过流信号，所述故障保护处理电路输出端通过继电器与交流侧接触器连接;所述核心控制模块通过驱动电路与所述IPM模块连接。
[0021 ] PWM整流器的功率模块由三组IGBT模块并联构成，所述IGBT的型号FF900R12IP4D。FF900R12IP4D是一个由两个IGBT组成的半桥模块，上下桥臂每个IGBT都带一个续流二极管，模块内部自带一个温敏电阻。IGBT的集电极和射极之间的耐电压能力达到1200V，集电极过电流能力为900A，短时过电流能力高达1800A，与之反并联的续流二极管也有同样的电压和电流应力。英飞凌第一代中功率IGBT和续流二极管的进步就在于同等电压、电流应力的管子饱和压降减小，这样功率模块在正常工作时候的功率损耗减小。
[0022]IGBT正常工作需要满足一定的条件，控制IGBT导通和关断的门极驱动电压的幅值和功率大小需满足要求，上下桥壁PWM信号要预留一定死区时间，要求驱动模块具有箝位保护，具备完整的故障保护功能。驱动电路板需根据以上四方面的要求进行设计，为了加强装置的稳定性和可靠性，我们选择FF900R12IP4D模块配套的专业驱动板2SP0320T。
[0023]电感的设计需要考虑满足瞬态电流跟踪指标要求，既要快速跟踪指令电流，又要抑制谐波电流。当逆变器交流侧电流按正弦波控制时，当电流过零时，其电流变化率最大，此时电感应该足够小，以满足快速跟踪电流要求;另一方面，在正弦波电流峰值处，开关谐波电流脉动最严重，此时电感应该足够大，以满足抑制谐波电流的要求。考虑以上两点，根据工程经验，最终选取的参数为