专业组-先进控制类-东北大学-基于tms320f28335控制的高性能变频调速系统的开发

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1、2011-2012德州仪器C2000及MCU创新设计大赛项目报告题目：基于TMS320F28335控制的高性能变频调速系统的开发学校：东北大学指导教师：满永奎组别：专业组应用类别：先进控制类平台：C2000参赛队成员名单（含每人的邮箱地址，用于建立人才库）：耿智（gengzhi0202@126.com）曹俊伟（junweicao@yahoo.cn）郝文升（haohaowensheng@163.com）视频文件观看地址（若未拍摄，请注明）：http://v.youku.com/v_show/id_X

2、MzU2MzE0NTAw.html邮寄地址和收件人联系方式：辽宁省沈阳市沈河区文化路东北大学矿电楼电气工程实验室耿智题目：基于TMS320F28335控制的高性能变频调速系统的开发摘要随着电力电子器件和微处理器技术的不断发展，交流变频调速系统得到了迅猛的发展；本文设计了以TMS320F28335为核心的硬件控制电路，对交流调速SVPWM算法进行了实验，实验结果验证了这种算法的正确性。在此基础上，对变频调速系统的VF控制系统进行了实验研究，实验结果表明：控制系统实现了异步电机的变频控制，具有良好的动

3、态响应。AbstractWiththerapiddevelopmentofpowerelectronicdevicesandmicroprocessors,ACvariablefrequencyandspeedregulatingsystemhasalsomadeabreakthrough.ThethesisintroducesthehardwarecircuitdesignbasedonTMS320F28335,andtheresultoftheexperimentprovestheSVPWMa

4、lgorithmiscorrect.ItalsodoessomeresearchonVFcontrolsystemoftheinverterandtheresultoftheexperimentsprovesthatthecontrolsystemachievesthepurpose,andhasaquickdynamicresponse.1.引言近年来，交流变频调速装置在工业中得到了广泛的应用，根据国家有关部门的调查统计，我国发电量的50%以上用于推动电动机做功，其中90%的电动机是交流电动机。

5、这类高压电动机被广泛用于电力、冶金、钢铁、石化、煤矿等大、中型企业，拖动风机、泵类、压缩机等各种负载设备，而且大多数采用直接恒速拖动，每年都会造成大量的能源浪费。此类负载工况变化较大，如采用交流调速技术实现变速运行，节能效果明显。因此，我国的高压变频器市场规模十分庞大，根据相关统计，2009年市场规模达到了39亿元，并且市场规模将持续的增长，预计到2012年将达到85亿元。由于国内大容量高性能交流调速系统的研制工作起步较晚，仅有少量产品投入运行，目前很多必须的场合均为国外产品所占领。而国外产品一般

6、价格较高，很难为一般用户所接受；且国外的电网等级一般为3kV，而国内的电网等级多为6kV和10kV，直接从国外进口变频器存在着电网等级不匹配的问题。以上原因相应的限制了此类系统在我国的推广和应用。因此，研制出性能可靠、价格合理的高压大容量高性能变频调速装置并尽快投入批量生产，具有重要的现实意义。同时不可控整流器的谐波污染问题越来越得到重视，应用PWM整流器，解决谐波污染得到了广泛的共识。针对以上问题，本系统设计利用TMS320F28335为控制核心的实验系统，对双PWM变频调速系统的控制进行了实验

7、研究。1.系统方案本设计的三相PWM变频器系统实验平台的硬件由两大部分组成，分别是主电路部分和控制电路部分。如图1所示。图1系统实验平台结构图系统主电路部分主要由网侧滤波电感、三相整流桥、直流储能电容、三相逆变桥和异步电机组成。控制电路部分以TMS320F28335为核心，辅以电流、电压、速度检测和PWM驱动等模块电路。1）主电路采用三相整流桥和逆变桥，可实现双侧的PWM控制，实现电机的四象限运行，能量回馈，达到节约能源，减少谐波污染的目的。主电路结构图如图2所示。图2主电路结构图2）控制电路部分

8、硬件控制电路以TI公司高性能的32位浮点DSP控制芯片TMS320F28335为核心，辅以电流、电压、速度检测和PWM驱动等功能电路。控制系统结构图如图3所示。TMS320F28335的时钟频率高达150MHz，并且具备浮点运算单元（FPU），68K的RAM和512K的Flash，在运算速度和运算精度上完全可以满足高性能双PWM变频控制系统的需要。此外，TMS320F28335还具有丰富的片内外设单元，最高支持18路PWM信号输出，具有2个正交编码单元（eQEP）、6个捕获单元（e