基于dsp的高速变频控制系统高频spwm控制器设计

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1、基于。sP的高速亨篓孚制系统高频sPwM控制器设计，汁，誊!，差，，，譬继光，杨霞一川‘沈阳工业大学，辽宁巍谱。1lo嚣o，嚣察2嚣1嚣篓一，关键_}司：聃2蚴2．高频控制；对称规则采样算法詈?对称规贝Ⅱ采样算法和分段脉经实验观测波形结果正确无≤，”-“6．图I对称规则采样sPwM波形生成原理图实频鹚矫醅哺懈变无耐翰舛时机、，婪骛j同动高剐蠢鼓，电率民～b我～～～～～～实交、乱翱暾以给低‰指嗯得，本割玛硼～～～～～一功应¨；^阱一～一～～一～一～～～～一～一一一～～～一鞑根据三角形相似关系，则有：将式(2)代入式(1

2、)可得：厶=—匕一口4霸=—匕+口4a一％sill嘶——一=—-‘=————————；堡％4鱼：—UMsi—ncot2堡％4(2)因此，生成的SPWlVl波的脉宽为‰=2‰1=等(1+Msincoh)(4)将三角波频率尼与正弦波频率力之比即载波比N变换得Ⅳ。等2寿@)f，lC{⋯fl=七毛(k=0，1，2⋯．N一1)(6)式中，七为采样序号。则嘶=2，rfll=2万肛毛=等(7)将式(7)代入式(4)可得：‰=孚卜sin筹)]㈤三相正弦电压彼此相位差相差120。，要生成三相SPWM就是使用3个彼此相位差为120。正弦

3、波与同一个三角载波相比较求其交点。由单相SPWM波的数学模型即可得出结论：幺=钟删制磊=斜，⋯；Ⅲ等+割m叫，．．⋯，㈤磊=钟Ms《+铡2高频SPWM波形的实现2．1高频SPWM波形的实现利用DSP事件管理器模块(EVA或EⅦ)的三个比较单元、通用定时器、死区发生单元及输．117．3o嘶nS剐M一十Qq堡4堑4锄钿出逻辑来生成三相六路SPWM波形。通过设置定时器1的周期寄存器T1PR，就可使其产生一定周期的载波信号。可将定时器1设置为连续增／减模式，在此模式下，定时器l计数器：(T1CNT)从0开始递增至周期寄存器(

4、T1PR)的值后又递减到0，如此循环反复；在定时器l不断计数的同时，比较单元的比较逻辑也在不断地将定时器l的计数值和比较寄存器的值(CMPRx，x=l，2，3)进行比较，当两个值相等时将发生比较匹配信号。该信号被送到PWM电路中的波形发生器，由它产生一路PWM脉冲信号，再经过死区单元产生变频器开关器件的驱动脉冲信号。程序中首先要对DSP各功能模块进行配置及初始化，主要包括：系统初始化、中断控制初始化、中断向量表初始化、事件管理器初始化、串行通讯初始化等等。本文主要说明一下对于事件管理器的配置与初始化，它包括：(1)将

5、GPIOA0．GPIOA5(PWMl．PWM6)配置为基本功能方式；(2)将GPIOA0．GPIOA5(PWMI．PWM6)配置为输出，且高有效；(3)计数器l采用连续增／减计数模式，输入时钟预定标系数X／64(防止计数器周期值溢出)，使用内部CPU时钟：(4)使能定时器1下溢中断，定时PWM死区时间为2us；(5)初始化定时器l为0，初始化周期寄存器值为初始载波频率2kHz所对应的计数值：!：!Q!!：1171：64／150M(6)初始化比较寄存器值为0x0FFF；(7)使能定时器1和比较单元。2．2分段调制技术的

6、实现由于高速电机控制系统的信号频率范围较大，因此单纯的采用异步调制或同步调制都达不到理想的控制效果，而分段式的脉宽调制技术把逆变电路的输出频率范围划分成若干个频段，在低频段采用异步调制，在频率达到一定值后改换成分段同步调制且每个频段内都保持载波比N为恒定，不同频段的载波比不同。在输出频率高的频段采用较低的载波比，以使载波频率不致过高，限制在功率开关器件允许的范围内。在输出频率低的频段采用较高的载波比，以使载波频率不致过低而对负载产生不利影响。各频段载波比取3的整数倍且为奇数为宜。本设计中调制波输出频率范围为0-120

7、0Hz，各频段的载波比N如图2所示。2．3程序流程O．oM∞W”l“Im，”lmf．／Hz图2分段调制频率特性曲线高频SPWM波形产生程序主要由主程序、定时器T1下溢中断子程序、分段调制子程序组成。主程序任务重要是：配置和初始化系统，中断控制等相关功能；由负载的U／／曲线确定当前调制度M值。定时器Tl下溢中断子程序主要完成三个比较寄存器(CMPRl、CMPR2、CMPR3)的计算、赋值，来调节输出PWM波形的占空比。在T1下溢中断子程序中，对于三相正弦函数，可利用DSP2812固化在内部BootROM中的正弦函数表，

8、在程序中以IQmath函数形式直接求值计算。分段调制子程序主要完成在输出频率发生改变时判断此频率所属调制分段并根据不同段区多对应的计算方法实时计算定时器Tl下溢中断子程序中的SPWM波形生成相关参数。其程序流程图如图3所示。．118-砸西互多口面土逦叠奎pq《垂至妾多勺《剿量(a)主程序Co)分段调制子程序(c)TI下溢中断子程序圈3高频SPW