基于dsp的三相svpwm變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-20 16:05 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。本系統(tǒng)采用EVA，利用2407A內(nèi)部自帶的SVPWM狀態(tài)機(jī)生成波形。 主電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用交－直－交電壓型逆變電路，主電路的額定容量為200W，主要由整流電路、濾波電路及逆變電路組成。選取整流橋?yàn)镵BJ10A10(即10A，1000V)，整流后的直流電壓Udc=。主電路工作時(shí)，因?yàn)橹悄芄β誓KIPM的開關(guān)頻率很高，開關(guān)動(dòng)作時(shí)會(huì)在直流側(cè)產(chǎn)生電流突變，由于主電路分別電感的存在，在IPM模塊內(nèi)部的IGBT的集電極和發(fā)射極以及直流母線上會(huì)出現(xiàn)浪涌電壓，不但影響逆變器的工作，還會(huì)損壞IGBT，因此需要在逆變橋上加上一個(gè)吸收緩沖電路，圖 。C2為無極性電容，R2為無感電阻，二者接線時(shí)應(yīng)盡量靠近IPM的直流進(jìn)線端，減少電感可能引起的震蕩。逆變電路由智能功率模塊IPM來完成，這里選用三菱公司的智能功率模塊IPM，選取額定電流20A、耐壓600V的IPM模塊:PM20CTM060。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 。IPM供電電壓為四組+15V電源。它有過流、過熱、欠壓、短路四種保護(hù)。有故障時(shí)，IPM低電平輸出電流為10mA，由于其內(nèi)部的保護(hù)并不是針對(duì)反復(fù)出現(xiàn)的故障，所以一旦輸出故障信號(hào)FO，系統(tǒng)必須馬上做出反應(yīng)，停機(jī)檢查，否則循環(huán)輸出故障信號(hào)容易打壞模塊。智能功率模塊的選用，大大減少系統(tǒng)的體積，提高了系統(tǒng)的性能和可靠性。圖 IPM內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 PWM驅(qū)動(dòng)電路以u(píng)相上橋臂為例，其驅(qū)動(dòng)接口電路如圖 ，由于驅(qū)動(dòng)電路控制電壓是5V，因此需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。光耦采用高速光耦芯片TLP521，在光耦的輸入端接入限流電阻R7，防止電流過大燒壞光耦，在IPM的控制信號(hào)輸入端連接上拉電阻R1～R6，以防止由于du/dt的作用而產(chǎn)生誤動(dòng)作。圖 PWM驅(qū)動(dòng)電路 故障保護(hù)電路當(dāng)IPM的FO引腳輸出低電平脈沖，經(jīng)光電耦合后把DSP的PDPINTA引腳也拉為低電平，此時(shí)所有的PWM輸出管腳都呈高阻狀態(tài)。同樣，它與DSP的接口電路也需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，這里采用電阻分壓的方式，具體接口電路如圖 。還設(shè)計(jì)有蜂鳴器報(bào)警電路，當(dāng)故障信號(hào)輸出時(shí)，蜂鳴器報(bào)警，提醒操作者第一時(shí)間做出反應(yīng)，防止故障循環(huán)輸出。圖 FO故障輸出信號(hào)觸發(fā)電路 鍵盤和液晶本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的鍵盤輸入采用44的矩陣式鍵盤，有09共10個(gè)數(shù)字按鍵和AF共6個(gè)輔助按鍵。與DSP接口電路如圖 。本系統(tǒng)能夠完成異步電機(jī)的變壓變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn)，因此鍵盤的主要功能是輸入頻率指令值和啟、停電機(jī)以及對(duì)電機(jī)的加減速控制。鍵盤各個(gè)鍵的功能說明如表 3 1所示。圖 鍵盤輸入及液晶顯示鍵值09ABCDEF功能頻率輸入加速減速待用刪除啟動(dòng)停止表 3 1 鍵盤各值功能從附表中可以看到，實(shí)驗(yàn)充分利用了矩陣式鍵盤按鍵豐富、顯示明確的特點(diǎn)，數(shù)字鍵和字母鍵分別實(shí)現(xiàn)不同的功能，賦值明確，一目了然，便于操作。系統(tǒng)顯示采用液晶顯示模塊RT12232F。為了節(jié)省資源，盡量少占用DSP的I/O口，因此液晶顯示采用串行控制方式。接口電路如圖 。將顯示模塊串口的同步時(shí)鐘引腳(SCLK)和數(shù)據(jù)輸入引腳(sid)與DSP的兩個(gè)通用I/O相連。在對(duì)比度調(diào)整端通過接入10KW的電位器來調(diào)整顯示器的背光和對(duì)比度，使顯示更加清晰。由于液晶顯示模塊的工作電壓為5V，所以加入電平轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。將液晶顯示與鍵盤輸入相結(jié)合，即能完成人機(jī)通訊的任務(wù)。這里液晶顯示器可以實(shí)時(shí)顯示鍵盤設(shè)定的頻率和通過光電編碼器測(cè)得的轉(zhuǎn)速值。第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件由主程序、中斷程序和子程序組成。其中，主程序包括系統(tǒng)初始化和主循環(huán)等待。子程序包括電機(jī)運(yùn)行頻率和指令給定子程序、顯示子程序。中斷程序包括SVPWM波形的生成和功率驅(qū)動(dòng)保護(hù)中斷程序。系統(tǒng)主程序流程圖如圖 主程序流程圖所示。使用的是目前最流行的七段式SVPWM波形生成法。利用DSP定時(shí)器的下溢功能產(chǎn)生中斷，即進(jìn)入子程序計(jì)算出下一個(gè)PWM周期的三個(gè)比較寄存器的比較值。程序可以實(shí)現(xiàn)調(diào)制波頻率050Hz的變頻功能、死區(qū)功能，其中載波頻率和采樣頻率可以根據(jù)實(shí)際情況由軟件進(jìn)行設(shè)置。 圖 主程序流程圖 圖 中斷子程序流程第5章 設(shè)計(jì)總結(jié)通過這次課程設(shè)計(jì)，通過本次運(yùn)動(dòng)控制課程設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)和鞏固了很多運(yùn)動(dòng)控制相關(guān)知識(shí)和DSP基礎(chǔ)知識(shí)。從最初不熟悉設(shè)計(jì)流程到順利完成整個(gè)設(shè)計(jì)，中間付出了
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