正弦逆變器控制軟件的設(shè)計
3.1 HSPWM控制方式軟件實現(xiàn)
如圖4所示,SPWM波是用三角波和正弦波相交比較而得到的。采用DSP產(chǎn)生SPWM波的設(shè)置如下:
三角波的獲得是將事件管理器計數(shù)模式設(shè)置為連續(xù)增減計數(shù),其計數(shù)從0增到TxPR再減到0,其周期為2TxPR,即載波的周期為2TxPR。由于正弦波采用在線計算會影響運行速度,所以采用離線計算方法。在程序開始時.按照規(guī)則采樣法計算nTe處的正弦值(即三角波和正弦波比較點的值),并存于數(shù)組中,需要時通過中斷調(diào)用該值。
SPWM波的獲得是在DSP事件管理器的比較單元工作時,通用定時器的計數(shù)器TxCNI’的值與比較寄存器CMPRx的值不斷進行比較。當(dāng)二者匹配時,PWM電路按照輸出邏輯輸出二路極性相反的PWM波。在逆變器控制中,載波比固定,半個周期內(nèi)輸出的脈沖個數(shù)、占空比固定,TxPR值固定,形成SPWM正弦波的CMPRx的值為TxPRMsinomTc,所以,在計數(shù)器計數(shù)最大時(TxCNll-TxPR,即三角波凸點處)中斷.更新CMPRx的值,就可以輸出SPWM。
HSPWM控制信號Uvi與Uv2、Uv3與Uv4極性相反。在DSP中只需要兩個全比較單元。如UV1與UV2控制信號,在前半周期,CMPRx設(shè)置為0,則輸出相對應(yīng)的高、低電平控制信號,在后半周期,利用中斷更新CMPRx的值即可獲得圖3所示的UVI與Uv2控制信號UV3與UⅥ控制信號。同理可獲得。產(chǎn)生HSPWM控制信號的軟件流程如圖6所示。
3.2 PI算法的軟件
采用平均電壓反饋的逆變器,需要采樣輸出電壓的平均值。電壓采樣值低于3.3V可直接輸入DSP的A/D通道進行轉(zhuǎn)換以獲得Vf(k),再確定Kp和K1即可。
在實際應(yīng)用中,還需對PI調(diào)節(jié)器加以限制.當(dāng)偏差值輸入較大時,輸出值會很大,可能會使輸出飽和,這樣對開關(guān)管有很大的沖擊,而且會導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。所以需要對PI調(diào)節(jié)器的輸出限幅,即當(dāng)I u(k)|>umax時,令u=umax或u=umin。
另外,PI控制器中積分環(huán)節(jié)的目的主要是消除靜差、提高精度。但在電壓大幅度變化如啟動、結(jié)束時,在短時間內(nèi)系統(tǒng)輸出有很大的偏差.會造成PI運算的積分積累,從而引起較大的超調(diào).導(dǎo)致系統(tǒng)的振蕩。根據(jù)實際情況,設(shè)定閾值δ>0。當(dāng)le(k)I>δ時.
采用DSP控制,這樣可避免過大的超調(diào),而且保持較快的響應(yīng)速度。當(dāng)le(k)|≤ω時,采用PI控制,可保證系統(tǒng)的控制精度。具體程序流程。
4 實驗及結(jié)論
以DSP控制4kW、230V、400Hz逆變器時的各部分波形如圖8所示。實驗結(jié)果表明,基于DSP控制的逆變器可以滿足要求。
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