基于DSP TMS320LF2406的通用變頻器的研發(fā)

3.4 直流制動(dòng)功能的實(shí)現(xiàn)

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

直流制動(dòng)時(shí)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(shí)6 個(gè)IGBT中的3個(gè)處于工作狀態(tài)，其余3 個(gè)一直處于關(guān)斷狀態(tài)，3個(gè)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(hào)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(shí)有2個(gè)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(lái)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(dòng)過程采用矢量直流制動(dòng)，根據(jù)異步電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)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(dòng)頻率時(shí)，置直流制動(dòng)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(lái)控制功率管的開關(guān)，并給定直流制動(dòng)矢量電壓U(改變調(diào)制度)，然后開始直流制動(dòng)計(jì)時(shí)，當(dāng)直流制動(dòng)時(shí)間到時(shí)，停止運(yùn)行。直流制動(dòng)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(duì)制作的原理樣機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)測(cè)試了異步電動(dòng)機(jī)輕載穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況，以此來(lái)檢測(cè)原理樣機(jī)的可行性，對(duì)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(cè)試了在不同頻率輸出時(shí)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(shí)，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(lái)自以下幾個(gè)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(duì)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(shí)時(shí)間。

5 結(jié)語(yǔ)

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(duì)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(shí)，改進(jìn)部分程序的算法，以提高系統(tǒng)軟件的執(zhí)行效率。