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高层智能建筑由于层数多,高度大,一般市政管网水压达不到用户要求,因此采用何种供水方式对高层建筑供水有重要影响。通过与传统供水方式比较,发现无负压给水系统可以直接从市政管网抽水供应用户,是一种新的供水方式。因此本文以智能建筑无负压给水系统为研究平台,研究水泵的变频控制。水泵的控制其实质就是电动机的控制。为了合理控制水泵的运转,对水泵控制主电路中的三电平逆变器进行研究,主要做以下几项工作:
1.研究无负压给水系统的工作原理,发现其不足,利用高速数据处理芯片DSP控制水泵运转,解决其不足。
2.本文以二极管中点箝位式三电平逆变器为研究拓扑,研究其电路原理,针对三电平SVPWM控制算法计算复杂,运算量大,DSP不易实现的缺点,提出一种120o非正交坐标系下三电平SVPWM控制算法,通过坐标变换,简化运算,空间矢量合成简单,运算量小,DSP容易实现,最后通过MATLAB进行仿真实验验证其正确性。
3.通过对二极管中点箝位式三电平逆变器的电路结构研究发现,它存在中点平衡问题,对国内外文献进行研究,提出基于双极性SVPWM的分区平衡控制新策略,将每大区域分成两个平衡控制区域,不同区域采用不同控制方法,合理将矢量协调法、平衡因子法与双极性SVPWM控制结合起来控制中点电位平衡,并通过MATLAB进行仿真实验验证。
4.三电平SVPWM控制算法运算复杂,而单片机等控制芯片由于其数据处理速度的限制难以满足需求,采用TMS320LF2407DSP芯片,研究发现单一DSP芯片由于同步问题及其数据处理占用大量资源等因素影响,SVPWM实现困难,采用DSP+CPLD的实现方案,充分利用DSP的数据处理功能和CPLD产生多路PWM脉冲的优势,实现三电平SVPWM,也有利于向五电平等多电平扩展。