基于dsp的空间电压矢量脉宽调制变频调速系统

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1、基于DSP的空间电压矢量脉宽调制变频调速系统AFrequencyConversionTimingSystemofSVPWMBasedonDSP木文來自2005年第6期“技术探讨与研究”上，已经被阅读过158次作者：大连海事犬学自动化与电气工程学院丁义行刘纬烽摘要：木文叙述了一种基于DSP的恒压频比控制，空间电压脉冲宽度调制(SVPWM)的界•步屯动机变频调速系统。重点介绍了恒压频比控制的原理和利用TMS320LF240实现SVPWM的方法，并最终给出了实验结果。英文摘要:Thispaperintroducesafrequencyconversi

2、ontimingsystemofasynchronousmotorwithSVPWMtechniqueandconstantV/FprinciplebasedonDSP.ItfilastresstoexplaintheprincipleofconstcintV/FandtheimplementationofSVPWMbyusingTMS320LF2407.Theexperimentresultisfavored.
关键词：空间电压矢量恒压频比1引言变频器的控制方式有多种，如恒压频比控制(VVVF).转琏频率控制(SF)、矢量控制(VC)和

3、直接转距控制(DTC)等。V/F是在改变频率的同时，控制变频器的输出电压使电动机的磁通保持一定，在较宽的调速范围内，使电动机的转距、效率、功率因数不下降;对于采用电压型逆变器的调速系统而言，关键在丁沖側触发脉冲的生成。调制方式又有多种:正弦脉宽调制(SPWM)、空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)、线电压脉宽调制(LVPWM)等，木文主要给出了空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)的DSP实现方法。2系统原理2.1恒U/F控制原理在进行电机调速时，通常要考虑的-个重要因素就是希望保持电机屮每极磁通为额定值，并保持不变。对于异步电机，磁通由定子和转子磁

4、势合成：其中:Es为气隙磁通在定子绕组中的感应电势;fs为定子频率：①m为每极气隙磁通；Ns为绕组匝数；Ks为系数可见,只要控制Es和fs,即可控制磁通。当定子频率fs较高时，感应电势的有效值Es就较大，可以认为定子相电压有效值Ul=Es。恒压频比的控制特性如图1所示。图1恒压频比特性曲线当fs较低时，定子圧降就不能再忽略了，工程上采用了RsXIs的方式进行补偿。2.2SVPWM的原理电用SPWM和电流SPWM分别追求电床和电流的正弦，而SVPWM则是把电动机和逆变器看成一个整体，看眼丁•如何使电动机获得幅値恒定的圆形磁场，实际上对应着三相电压

5、源逆变器功率器件的一种特姝的触发顺序和脉冲人小的组合。在定子绕组中将产生互差120。电角度的波形、失真较小的正弦电流。典型的三相逆变器的结构图如图2所示。图2三和逆变器结构图根据三和逆变器的原理，为使电机对称工作，在任一个时刻，一足有不同桥臂下的三个器件同时导通，而相应桥臂的三个器件必须处丁-关断状态，这样逆变器就有8种工作状态。假设上桥骨导逋用“1”，下桥臂导通用“0”表示，那么这8个状态就对应着8个数字量。图3基本电压空间矢暈图利用这8种电压矢量的线性纽.合，就可以得到更多的与其相位不同的新的电压矢量，最终构成一幅等幅的不同相位的电压空间矢

6、量图，叠加形成尽可能接近圆形旋转的磁链圆。如果在一个関周里发出均匀分布的等效合成矢量，也就得到了三相正弦量。一个周期发出的合成矢量越多，说明采样频率越高，实际波形也越接近正弦波。一般说來，SVPW算法步骤:(假设Uout的(a,B)轴分量为UufilUP)(1)判断Uout所在的扇区；(2)计算两个用来合成的基本的电压矢量的作用时间tl和12(11,12为相对于SVPWM的调制周期T的比例值)。以上两步均可通过设置三个变量，进行一系列计算，査表获得。3恒压频比控制的SVPWM的实现TMS320LF240X是TI公司推出的内含DSP内核的专门面向

7、电机控制的新型微处理器。其中的事件管理模块可以方便实现电机控制。本文仅介绍与PWM信号实时调制相关的部分。(1)通用定时器1在PWM信号实时调制中用來产生周期一淀的载波。设置周期寄存器T1PR初值，以内部CPU时钟为输入,工作于连续增/减计数模式。(2)全比较单元1,2,3各有两个比较/PWM输出引脚，当比较模式被选用时，通用定时器1的计数值不断与比较寄存器进行比较。(3)具体的实现方式具体的实现方式乂有两种:软件实现和硬件切换模式。釆川换件切换模式时，软件部分得到Uout(为了保持磁通不变,利用恒压频比特性曲线,从50Hz入手，其他频率的Uo

8、ut就很容易求出),给出其所在的扇区，并进行变换，得到每个扇区内的基本电压矢量作用的时间T1和T2(Tl=tlXT,T2=t2XT)«接下来,在毎个P