基于dsPIC30F6010三相異步電動機控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
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矢量雙閉環(huán)控制系統(tǒng)方案如圖2所示。閉環(huán)子程序如圖3所示，具體思想如下：
(1)通過霍爾電流傳感器測量逆變器輸出的定子電流iA，iB，經(jīng)過dsPIC30F6010的A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并利用式iC=-(iA+iB)計算出。通過Clarke變換和Park變換將電流iA，iB，iC變換成旋轉(zhuǎn)坐標系中的直流分量iM，iT，其中iM，iT作為電流環(huán)的負反饋量。
(2)利用4倍頻的1 024線增量式編碼器測量電動機的機械轉(zhuǎn)角位移，并將其轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)速n的PU值。轉(zhuǎn)速n作為速度環(huán)的負反饋量。
(3)眾所周知，異步電動機的轉(zhuǎn)子機械轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子磁鏈轉(zhuǎn)速是不同步的，所以用電流-磁鏈位置轉(zhuǎn)換模塊求出轉(zhuǎn)子磁鏈位置，當定子電流M，T坐標系的分量iM，iT以及電動機的轉(zhuǎn)速n已知時，可求出轉(zhuǎn)子磁鏈位置θ，用于參與Park變換和逆變的計算。
(4)給定轉(zhuǎn)速nref與轉(zhuǎn)速反饋量n的偏差經(jīng)過速度PI調(diào)節(jié)器，其輸出作為用于轉(zhuǎn)矩控制的電流T軸參考分量iTref。iTref和iMref(采用保持恒磁，設(shè)其值為0)與電流反饋量iT，iM的偏差經(jīng)過電流PI調(diào)節(jié)器，分別輸出M，T旋轉(zhuǎn)坐標系韻相電壓UMref和UTref。UMref和UTref再通過Park逆變換轉(zhuǎn)換成在α，β直角坐標系的定子相電壓矢量的分量Uαref和Uβref。
(5)當定子相電壓矢量的分量Uαref和Uβref及其所在的扇區(qū)數(shù)已知，利用七段法電壓空間矢量SVPWM技術(shù)，產(chǎn)生PWM控制信號來控制逆變器。
3 系統(tǒng)測試
本試驗用的是YS-7124系列鼠籠式三相交流異步電動機，其中功率為370 W，額定電流為1．94A／1．12A，額定電壓為220 V／380 V，額定頻率為50 Hz，額定轉(zhuǎn)速為1 400 r／min，效率為69．5％，功率因數(shù)為0．72，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩／額定轉(zhuǎn)矩是2.4，堵轉(zhuǎn)電流／額定電流是6，最大轉(zhuǎn)，矩／額定轉(zhuǎn)矩是2．4。
進行了開環(huán)SVPWM控制試驗、速度單閉環(huán)SVPWM控制試驗、矢量雙閉環(huán)控制試驗。以1 000 r／min為例，定子電流如圖4所示，可以看出矢量控制雙閉環(huán)的速度波動要比啟動運行時的電機速度波動要小，而且在同一PI調(diào)節(jié)參數(shù)下，速度調(diào)節(jié)要比單閉環(huán)更平穩(wěn)。圖5是矢量雙閉環(huán)控制的速度波形，可以看出本控制系統(tǒng)速度響應(yīng)快，運行平穩(wěn)，穩(wěn)定時速度誤差小，說明系統(tǒng)運行良好。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/159440.htm
4 結(jié)論
本文使用dsPIC30F6010芯片實現(xiàn)軟件全數(shù)字化，在保證控制精度的同時相比單片機免去了很多硬件，避免了硬件系統(tǒng)過于繁雜的不穩(wěn)定性，在價格上要比相應(yīng)的DSP便宜。所以本系統(tǒng)即簡化了硬件電路，又節(jié)省了成本。從實驗結(jié)果看出，該系統(tǒng)速度響應(yīng)快，運行平穩(wěn)，穩(wěn)定時速度誤差小，說明系統(tǒng)運行良好。
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