基于dsp的空間電壓矢量脈寬調(diào)制變頻調(diào)速系統(tǒng)

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1、基于DSP的空間電壓矢量脈寬調(diào)制變頻調(diào)速系統(tǒng)AFrequencyConversionTimingSystemofSVPWMBasedonDSP木文來自2005年第6期“技術(shù)探討與研究”上，已經(jīng)被閱讀過158次作者：大連海事犬學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院丁義行劉緯烽摘要：木文敘述了一種基于DSP的恒壓頻比控制，空間電壓脈沖寬度調(diào)制(SVPWM)的界?步屯動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)。重點(diǎn)介紹了恒壓頻比控制的原理和利用TMS320LF240實(shí)現(xiàn)SVPWM的方法，并最終給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。英文摘要:Thispaperintroducesafrequencyconversi

2、ontimingsystemofasynchronousmotorwithSVPWMtechniqueandconstantV/FprinciplebasedonDSP.ItfilastresstoexplaintheprincipleofconstcintV/FandtheimplementationofSVPWMbyusingTMS320LF2407.Theexperimentresultisfavored.
關(guān)鍵詞：空間電壓矢量恒壓頻比1引言變頻器的控制方式有多種，如恒壓頻比控制(VVVF).轉(zhuǎn)璉頻率控制(SF)、矢量控制(VC)和

3、直接轉(zhuǎn)距控制(DTC)等。V/F是在改變頻率的同時(shí)，控制變頻器的輸出電壓使電動(dòng)機(jī)的磁通保持一定，在較寬的調(diào)速范圍內(nèi)，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)距、效率、功率因數(shù)不下降;對于采用電壓型逆變器的調(diào)速系統(tǒng)而言，關(guān)鍵在丁沖側(cè)觸發(fā)脈沖的生成。調(diào)制方式又有多種:正弦脈寬調(diào)制(SPWM)、空間電壓矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)、線電壓脈寬調(diào)制(LVPWM)等，木文主要給出了空間電壓矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的DSP實(shí)現(xiàn)方法。2系統(tǒng)原理2.1恒U/F控制原理在進(jìn)行電機(jī)調(diào)速時(shí)，通常要考慮的-個(gè)重要因素就是希望保持電機(jī)屮每極磁通為額定值，并保持不變。對于異步電機(jī)，磁通由定子和轉(zhuǎn)子磁

4、勢合成：其中:Es為氣隙磁通在定子繞組中的感應(yīng)電勢;fs為定子頻率：①m為每極氣隙磁通；Ns為繞組匝數(shù)；Ks為系數(shù)可見,只要控制Es和fs,即可控制磁通。當(dāng)定子頻率fs較高時(shí)，感應(yīng)電勢的有效值Es就較大，可以認(rèn)為定子相電壓有效值Ul=Es。恒壓頻比的控制特性如圖1所示。圖1恒壓頻比特性曲線當(dāng)fs較低時(shí)，定子圧降就不能再忽略了，工程上采用了RsXIs的方式進(jìn)行補(bǔ)償。2.2SVPWM的原理電用SPWM和電流SPWM分別追求電床和電流的正弦，而SVPWM則是把電動(dòng)機(jī)和逆變器看成一個(gè)整體，看眼丁?如何使電動(dòng)機(jī)獲得幅値恒定的圓形磁場，實(shí)際上對應(yīng)著三相電壓

5、源逆變器功率器件的一種特姝的觸發(fā)順序和脈沖人小的組合。在定子繞組中將產(chǎn)生互差120。電角度的波形、失真較小的正弦電流。典型的三相逆變器的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。圖2三和逆變器結(jié)構(gòu)圖根據(jù)三和逆變器的原理，為使電機(jī)對稱工作，在任一個(gè)時(shí)刻，一足有不同橋臂下的三個(gè)器件同時(shí)導(dǎo)通，而相應(yīng)橋臂的三個(gè)器件必須處丁-關(guān)斷狀態(tài)，這樣逆變器就有8種工作狀態(tài)。假設(shè)上橋骨導(dǎo)逋用“1”，下橋臂導(dǎo)通用“0”表示，那么這8個(gè)狀態(tài)就對應(yīng)著8個(gè)數(shù)字量。圖3基本電壓空間矢暈圖利用這8種電壓矢量的線性紐.合，就可以得到更多的與其相位不同的新的電壓矢量，最終構(gòu)成一幅等幅的不同相位的電壓空間矢

6、量圖，疊加形成盡可能接近圓形旋轉(zhuǎn)的磁鏈圓。如果在一個(gè)関周里發(fā)出均勻分布的等效合成矢量，也就得到了三相正弦量。一個(gè)周期發(fā)出的合成矢量越多，說明采樣頻率越高，實(shí)際波形也越接近正弦波。一般說來，SVPW算法步驟:(假設(shè)Uout的(a,B)軸分量為UufilUP)(1)判斷Uout所在的扇區(qū)；(2)計(jì)算兩個(gè)用來合成的基本的電壓矢量的作用時(shí)間tl和12(11,12為相對于SVPWM的調(diào)制周期T的比例值)。以上兩步均可通過設(shè)置三個(gè)變量，進(jìn)行一系列計(jì)算，査表獲得。3恒壓頻比控制的SVPWM的實(shí)現(xiàn)TMS320LF240X是TI公司推出的內(nèi)含DSP內(nèi)核的專門面向

7、電機(jī)控制的新型微處理器。其中的事件管理模塊可以方便實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制。本文僅介紹與PWM信號實(shí)時(shí)調(diào)制相關(guān)的部分。(1)通用定時(shí)器1在PWM信號實(shí)時(shí)調(diào)制中用來產(chǎn)生周期一淀的載波。設(shè)置周期寄存器T1PR初值，以內(nèi)部CPU時(shí)鐘為輸入,工作于連續(xù)增/減計(jì)數(shù)模式。(2)全比較單元1,2,3各有兩個(gè)比較/PWM輸出引腳，當(dāng)比較模式被選用時(shí)，通用定時(shí)器1的計(jì)數(shù)值不斷與比較寄存器進(jìn)行比較。(3)具體的實(shí)現(xiàn)方式具體的實(shí)現(xiàn)方式乂有兩種:軟件實(shí)現(xiàn)和硬件切換模式。釆川換件切換模式時(shí)，軟件部分得到Uout(為了保持磁通不變,利用恒壓頻比特性曲線,從50Hz入手，其他頻率的Uo

8、ut就很容易求出),給出其所在的扇區(qū)，并進(jìn)行變換，得到每個(gè)扇區(qū)內(nèi)的基本電壓矢量作用的時(shí)間T1和T2(Tl=tlXT,T2=t2XT)?接下來,在毎個(gè)P