基于DSP TMS320LF2406的通用變頻器的研發(fā)

3.4 直流制動功能的實(shí)現(xiàn)

采用直流制動控制的目的：一是準(zhǔn)確停車控制，二是禁止在起動前電機(jī)由外因引起的不規(guī)則自由旋轉(zhuǎn)。直流制動即向異步電動機(jī)的定子通直流電，讓異步電機(jī)的定子磁場不再旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動著的轉(zhuǎn)子切割這個靜止磁場而產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，使旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)存儲的動能轉(zhuǎn)換成電能消耗于異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子回路中，此時異步電機(jī)處于能耗制動狀態(tài)。

直流制動時向定子繞組中通直流電的方式有兩種：

1)在三相繞組中通入直流電流，這時6 個IGBT中的3個處于工作狀態(tài)，其余3 個一直處于關(guān)斷狀態(tài)，3個工作的管子應(yīng)位于不同的橋臂，且在不同側(cè)，觸發(fā)信號的占空比可以根據(jù)調(diào)制度進(jìn)行調(diào)節(jié);

2)在兩相繞組中通入直流電流，這時有2個位于不同橋臂的不同側(cè)的IGBT工作，其余功率管都處于關(guān)斷狀態(tài)。

上述兩種電路都存在定子繞組中通入的直流電與定子原來電流方向相反，di/dt較大，產(chǎn)生沖擊電流，導(dǎo)致過電流保護(hù)誤跳閘的問題。為了避免出現(xiàn)定子電流反向，產(chǎn)生過電流，本系統(tǒng)直流制動過程采用矢量直流制動，根據(jù)異步電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生機(jī)理和SVPWM追蹤磁鏈定向的脈寬調(diào)制策略，當(dāng)頻率減速到直流制動頻率時，置直流制動標(biāo)志位，SVPWM調(diào)制方式中的旋轉(zhuǎn)矢量停止，按當(dāng)前的狀態(tài)來控制功率管的開關(guān)，并給定直流制動矢量電壓U(改變調(diào)制度)，然后開始直流制動計(jì)時，當(dāng)直流制動時間到時，停止運(yùn)行。直流制動軟件控制流程如圖9所示。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)前面介紹的系統(tǒng)硬件電路和軟件控制算法，對制作的原理樣機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)測試了異步電動機(jī)輕載穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況，以此來檢測原理樣機(jī)的可行性，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了波形記錄。實(shí)驗(yàn)用電機(jī)的參數(shù)為：額定電壓Un=380 V，額定電流In= 4.87 A，額定頻率f=50 Hz，額定功率Pe=2 200W。

實(shí)驗(yàn)過程測試了在不同頻率輸出時電機(jī)的電流，如圖10所示。從實(shí)驗(yàn)波形可以看出，其輸出電流是正弦波，由于采用了死區(qū)補(bǔ)償，即使在低頻時，波形的畸變也不大。但從實(shí)驗(yàn)波形也可看出，有諧波產(chǎn)生，產(chǎn)生諧波的原因主要來自以下幾個方面：

1)利用DSP產(chǎn)生的SVPWM波形，不能嚴(yán)格保證輸出的PWM 波形的面積與理想中相對應(yīng)的正弦波面積完全相等;

2)SVPWM波形控制方法本身不可避免地造成逆變器輸出波形有所失真。

3)功率開關(guān)器件存在固有的開通與延時時間。

5 結(jié)語

通用變頻系統(tǒng)軟件主體部分已經(jīng)調(diào)試完畢，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該軟件系統(tǒng)性能已滿足設(shè)計(jì)要求。但程序系統(tǒng)仍有許多不足，如程序模塊化、可移植性、接口統(tǒng)一及通用性較差。下一步的工作是對現(xiàn)有程序進(jìn)行改進(jìn)，在提高程序通用性、可移植性的同時，改進(jìn)部分程序的算法，以提高系統(tǒng)軟件的執(zhí)行效率。