【正文】
,任何控法幾乎都是以各種PWM控制方式實現。國外該類電梯專用變頻裝置有十分完善的軟件支持,可接受任意位置傳感器的反饋信號,具有自學習功能,自動識別電動機參數,在實現磁場定向伺服時,自動進行初始定位,具有和直流電動機一樣優(yōu)良的線性轉矩控制特性。1.永磁同步電動機及其控制系統的發(fā)展具有快速電流跟蹤系統的變頻裝置、DSP信號處理器以及高性能釹鐵硼永磁材料的發(fā)展,為各類永磁同步電動機及其控制系統的發(fā)展帶來生機。但是,我國變頻調速技術研究雖然非?;钴S,然而產業(yè)化仍很不理想,外國產品幾乎占據了我國變頻調速技術市場的60%。我國電機總裝機容量已達4億千瓦,年耗電量達6000億千瓦時,占工業(yè)耗電量的80%,然而直到目前,我國各類在用電機80%以上還是中小型異步電動機,可見我國在電機節(jié)能領域有非常大的潛力。 我國迫切需要提高能源利用效率。我國同樣也面臨著經濟增長對能源需求的壓力。關鍵詞: DSP;智能功率模塊;恒壓頻比控制;SPWMAbstractAlong with the development of agricultural production and technical requirements of speed, and more and more is also high in speed asynchronous motor is the poor performance of the state. However, the frequency conversion technology to improve the performance of ac motor speed, speed sensorless and microprocessorbased digital control system is also gradually began to enter the scope of study and discuss people. As one of the hightech frequency conversion technology is an important energy saving and environment protection technology, in various industrial production, transportation and widely used in household appliances, inverter frequency conversion technology products, as in all aspects of our agriculture is very important position.Taking threephase ac induction motor is accused of TMS320LF240X as processor, through the SPWM control technology to realize constant pressure frequency ac motor control motor speed, the theory. Introduces the principle of SPWM control technology, including single polarity SPWM control technology, the dual polarity SPWM SPWM modulation and control technology. Given the parts hardware circuit principle, parameter calculation and each part of the device. The system hardware circuit consists mainly of main circuit, system protection circuit and control circuit. The main circuit includes rectifier, filtering, inverter, IPM drive circuit and absorbing circuit, etc. System protection circuit including overvoltage, protection, limited flow, fault protection。最后敘述了具體使用DSP編寫產生SPWM波形程序的步驟以及一些相關寄存器的設置。系統保護電路包括過壓、欠壓保護、限流啟動、IPM故障保護等。系統硬件電路主要由主電路、系統保護電路和控制電路組成。介紹了SPWM控制技術的原理:包括單極性SPWM控制技術、雙極性SPWM控制技術和SPWM的調制方式。作為高新技術之一的變頻技術是重要的節(jié)能和環(huán)保技術,在各種工業(yè)生產、交通運輸和家用電器中應用十分廣泛,變頻器作為變頻技術的產品,在我國工農業(yè)等各方面有著極其重要的地位。 摘 要隨著工農業(yè)生產的發(fā)展,人們對調速技術的要求也越來越高,而異步電動機在調速方面一直處于性能不佳的狀態(tài)。然而,變頻技術的出現改善了交流電機的調速性能,同時無速度傳感器和基于微處理器的數字調速系統也開始逐漸進入人們研究和討論的范圍。 本文以三相交流異步電動機為被控對象TMS320LF240X定為處理器,通過SPWM控制技術對交流電機實現恒壓頻比控制,電機變頻調速的理論。給出了系統各部分硬件電路的工作原理、參數計算以及各部分器件的選取。主電路部分包括整流、濾波、逆變器,IPM驅動電路與吸收電路等??刂齐娐钒―SP最小系統電路。死區(qū)可以防止主電路橋臂短路現象的發(fā)生接著給出了SPWM波形的死區(qū)時間,這些波形說明電機可以穩(wěn)定運行并實現變頻調速。 IPM Control circuit including DSP smallest system circuit. Finally describes specific use DSP write produce SPWM wave process steps and some relevant register setting. Then gives SPWM wave of dead zone, dead zone can prevent the main electric circuit of road arm, After gives different frequencies when the motor running voltage and current waveform, the line that the waveform can stable operation and motor inverter.Keywords : DSP Intelligent power module Constant pressure frequency than control SPWM 目 錄摘 要 IAbstract II第一章 緒論 1 電機變頻調速發(fā)展現況和趨勢 1 2 2 2 3 3第二章 交流電機變頻調速原理 5 5 5 6 7 8 SPWM控制技術原理 10 11 12 SPWM的調制方式 13第三章 變頻調速系統的硬件電路設計 16 16 17 18 18 19 21 22 2欠壓保護電路 24 24 IPM故障保護電路 25 26 DSP(TMS320LF2407A)的最小系統電路 27 DSP外圍接口電路設計 28第四章 變頻調速系統的軟件設計 29 DSP生成SPWM波形 29 31第五章 結論 34致 謝 35參考文獻 36 第一章 緒論 電機變頻調速發(fā)展現況和趨勢能源需求正極大地影響著全球經濟發(fā)展。九十年代我國高耗能產品的耗能量比發(fā)達國家高1255%,能源綜合利用效率僅為32%。電機是能源消耗大戶之一。電機節(jié)能技術最受矚目的就是變頻調速技術。 以下將著重介紹變頻調速技術的最新發(fā)展概況。 永磁同步無齡輪電動機及控制系統,是新一代的綠色電梯驅動裝置。其體積小、效率高、功率因數高、振動小、噪聲低,平層精度好,在高層建筑、無機房電梯和家庭小梯中都有很大的市場。九十年代以來的產品,正弦形PWM(SPWM)調制方法已逐步為以下方式取代:快速電流跟蹤PWM技術快速電流跟蹤型PWM逆變器為電流控制型的電壓源逆變器,一般采用滯環(huán)電流控制,使三相電流快速跟蹤指令電流。磁鏈跟蹤控制PWM技術這種方法把逆變器和電動機視為一體,以三相對稱正弦波電壓供電時交流電動機理想的圓形磁場為基準,用逆變器不同開關模式所產生的實際磁鏈矢量來跟蹤基準磁鏈園,由跟蹤結果決定逆變器的開關模式,形成PWM波。直接轉矩的智能控制PWM技術常規(guī)的直接轉矩PWM技術無法區(qū)別轉矩、磁鏈的非常大的偏差和相對小的偏差,這將造成電機啟動期間系統的停滯。雙PWM控制技術交一直一交電壓型逆變器是目前最廣泛使用的型式,但常對電網構成諧波污染。自從1956年第一只晶閘管的問世,電力電子技術作為電子技術的一個分支建立以來,電力電子技術已取得了令人注目的發(fā)展,早期的半控型電力電子器件SCR已逐漸被全控型半導體器件所代替,并發(fā)展出了多種高電壓、大電流、快速(高頻)、驅動簡單、復合化和智能化的功率半導體開關器件。雙極型全控器件有[3]:GTR、達林頓管、GTO等。近幾年發(fā)展的智能型功率器件IPM,SMARTFET,TOPSwctih等。例如MOSFET的通態(tài)內阻不斷減小,新的MOSFET通態(tài)內阻不僅比PN結的正向好,甚至比肖特基二極管的正向內阻還小,己成為最佳的整流器件之一。如目前IGBT耐壓已達到450V以上,EIGT已有4500v/1000A的產品。其中SMARTFET是采用了微電子工藝集成的器件,IPM是一種智能功率模塊。在大功率交一交變頻調速技術方面,法國阿爾斯通己能提供單機容量達3萬的電氣傳動設備用于船舶推進系統。在中功率變頻調速技術方面,德國西門子公司simovertA電流型晶閘管變頻調速設備單機容量為10一2600kVA,其控制系統己實現全數字化,用于電力機車、風機、水泵傳動。國外交流變頻調速技術高速發(fā)展有以下特點:1)市場的大量需求。2)功率器件的發(fā)展。3)控制理論和微電子技術的發(fā)展。4)基礎工業(yè)和各種制造業(yè)的高速發(fā)展,變頻器相關配套件社會化、專業(yè)化生產。在大功率交一交、無換向器電機等變頻技術方面,國內只有少數科研單位有能力制造,但在數字化及系統可靠性方面與國外還有相當大的差距。隨著高性能單片機和數字信號處理器的使用,國內學者緊跟國外最新控制策略,針對交流感應電機特點,采用高次諧波注入國內交流變頻調速技術產業(yè)狀況表現如下:1) 變頻器的整機技術落后,國內雖有很多單位投入了一定的人力、物力,但由于力量分散,并沒有形成一定的技術和生產規(guī)模。3)相關配套產業(yè)及行業(yè)落后。本文在掌握交流電機變頻調速基本原理的基礎上,采用電機控制專用DSP芯片TMS320LF2407A,運用變頻調速的價廠控制方式和SPWM控制算法,提出了交流電機變頻調速系統的總體設計方案,有速度傳感器,控制電路比較簡單,電機選擇通用標準異步電動機,因此其通用性比較強,性能/價格比比較高。變頻調速系統硬件電路的研究和設計,包括主電路、系統保護電路和控制電路。第二章 交流電機變頻調速原理定子是電動機的不動部分、它主要由鐵心、定子繞組和機座組成。 D3 D1 D5 D3 D1 D5 D4 D2 D6 D2 D