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励磁控制系统是同步发电机的一个重要组成部分,它直接影响发电机的运行特性,对电力系统的安全稳定运行有重要的影响。随着电力电子技术的发展、功率半导体开关器件以及控制芯片性能的不断提高,励磁控制系统发展非常迅速,其中励磁控制系统的整流器正逐步由传统的晶闸管相控整流向PWM整流发展, PWM整流器可使交流网侧电流正弦化且可运行于单位功率因数,减小网侧和整流侧谐波污染,有利于提高供电质量,同时有利于降低同步发电机定子和转子由于谐波造成的附加温升,延长发电机的使用寿命,因此PWM整流器应用于励磁控制系统具有较高的应用价值,本文的主要工作集中在励磁控制系统中PWM整流器的硬件电路设计和软件算法两个方面,具体如下:利用智能功率模块(IPM)取代传统的晶闸管作为功率开关器件,构建了PWM整流器的功率开关电路。由于所选用的IPM内部集成了6个IGBT以及IGBT的驱动和保护电路,本文的设计主要集中在:IPM的电源设计、IPM与DSP的接口电路设计、IPM外围保护电路设计。IPM的应用以及IPM辅助电路的设计,提高了功率开关电路的可靠性。利用交流采样方式取代传统变送器的直流采样方式。对PWM整流器所需要的各种电压、电流信号进行调理,使得调理后的信号可以直接连接到数字信号处理器(DSP)控制芯片AD模块引脚上,本文设计的信号调理电路包括:交流电压信号调理、交流电流信号调理、直流电压信号调理、交流电压频率调理电路的设计。交流采样信号调理电路的设计,降低了采样环节的成本和可靠性。以TMS320F2812控制专用32位定点DSP作为控制核心,利用DSP的片上资源,编写了AD信号采样算法,频率测量算法、SPWM算法(用于构建三相逆变电源)、以及SVPWM算法(用于使PWM整流器网侧功率因数为1)。本文软硬件方面的工作,为PWM整流器的最终构建提供了参考,并为新型励磁控制系统的构建奠定了一定的基础。