基于DSP控制的三電平變頻器的研究
通過控制開關(guān)管Vi1、Vi2、Vi3、Vi4(其中i=a、b、c) 的開通和關(guān)斷可以在該i橋臂輸出三種不同的電平,即Udc/2、0、- Udc/2。當(dāng)一個橋臂上Vi1、Vi2 兩管導(dǎo)通,Vi3、Vi4兩管關(guān)斷時,開關(guān)狀態(tài)Si為1,橋臂輸出電壓為Udc/2;Vi2、Vi3兩管導(dǎo)通,Vi1、Vi4兩管關(guān)斷時,開關(guān)狀態(tài)Si為0,橋臂輸出電壓為0;Vi3、Vi4兩管導(dǎo)通,Vi1、Vi2兩管關(guān)斷時,開關(guān)狀態(tài)Si為-1,橋臂輸出電壓為-?。眨洌悖?,每相的開關(guān)狀態(tài)有3種即1、0、-1。因此三相三電平逆變器有27 種開關(guān)狀態(tài),其中有效的有19種,稱為基本電壓空間矢量。按照空間矢量幅值大小可分把基本電壓空間矢量為四類:零電壓空間矢量(零矢量)v0;小電壓空間矢量(小矢量)v1、v4 、v7、v10、v13、v16;中電壓空間矢量(中矢量)v3、v6、v9、v12、v15、v18;大電壓空間矢量(大矢量)v2、v5、v8、v11、v14、v17。其中零電壓空間矢量對應(yīng)三個開關(guān)狀態(tài)(1 1?。保?、(0 0?。埃ⅲǎ薄。薄。保總€小電壓空間矢量都有兩種開關(guān)狀態(tài),電壓空間矢量圖如圖4所示。
在進行電機調(diào)速時,要獲得良好的性能指標(biāo),須保持磁通量椎m額定不變。如果磁通太弱就沒有充分利用電機的鐵芯,是一種浪費;如果過分增大磁通,又會使鐵芯飽和,過大的勵磁電流使繞組過熱而損壞電機。
三相異步電動機的每相電動勢的有效值為
![](http://editerupload.eepw.com.cn/fetch/20140811/258042_2_2.jpg)
要保持磁通量額定不變,變頻調(diào)速中須維持E/f= 常數(shù)。但是,電機定子氣隙電勢難以直接測量、控制。
因此,變頻器要維持恒磁通,只要使U與f成比例改變即可。該控制方式簡稱恒U/f控制。
![](http://editerupload.eepw.com.cn/fetch/20140811/258042_2_3.jpg)
3 控制策略
?。常薄∠到y(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)
普通變頻器一般采用速度開環(huán)變壓變頻控制,如圖5所示。
?。常病。模樱械倪x型
?。模樱惺且环N特別適合于進行數(shù)字信號處理運算的微處理器,其內(nèi)部采用程序和數(shù)據(jù)分開的哈佛結(jié)構(gòu),具有專門的硬件乘法器,廣泛采用流水線操作,提供特殊的DSP指令,可以用來快速地實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法。
為了滿足三電平逆變器的控制要求和SVPWM控制算法運算量大及實時電壓、電流檢測、分析和計算的特點,結(jié)合本系統(tǒng)需要較強的數(shù)字信號處理能力和DSP應(yīng)用普及程度,DSP選用TMS320LF2407A。
?。常场∠到y(tǒng)的軟件設(shè)計
為了獲得良好的運行效果,合理地編制控制軟件是十分重要的。在軟件設(shè)計時,為了調(diào)試方便,系統(tǒng)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu),即每一模塊完成一定的功能。程序由主程序、ADC中斷服務(wù)子程序、功率驅(qū)動保護(PDPINT)中斷服務(wù)子程序和PWM 中斷服務(wù)子程序組成,其流程圖如圖6和7所示。
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