基于矢量控制的高性能变频器的研究与实现

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1、摘要随着国民经济的发展，在实际应用中，对交流调速用变频器提出了更高的要求，本文结合异步电机的矢量控制策略，结合SVPWM调制算法，以DSP为硬件平台设计了异步电机调速用变频器。该变频器能够显著提高直流侧电压的利用率，调速范围较宽，调速性能优良。本文对PWM电压型变频器进行了详细的讨论。从理论上分析了变频器的原理、数学模型、控制方法和几种矢量控制系统的仿真，设计了实际电路。该电路以TI公司TMS320F240DSP作为主控制器，配合功率模块驱动、保护、信号处理、电源等外围电路完成对异步电机调速系统的信号采集、处理，系统保护以及电机调速等基本功能。其中信号处理

2、电路主要完成采集输出电流和中间直流环节电压信号，并对采集到的电流信号进行极性变换处理的功能；驱动电路接收DSP输出的高频驱动信号，通过耦合器件直接驱动IGBT；保护电路包括过电流、过电压、欠电压、IGBT模块过热等。利用DSP上的死区寄存器设置驱动信号的死区时间防止上下桥臂IGBT的直通；利用板上集成的A／D转换器采集经过板级外围电路处理的电路信号；利用板上的捕获单元CAP采集转速计的输出从而得到电机的转速。在软件设计方面，对输入信号进行软件滤波，优化输出的PwM信号，引进了系统软保护。本文所设计的系统表现出良好的性能，这也证明了所采用控制策略的正确性。关

3、键词：数字信号处理器，空间矢量脉宽调制，矢量控制，逆变器AbstractInthisdissertation，ainverterusingDSPisproposed，whichisbasedonVectorControlStrategy(Vcs)，andcombinedwithSVPWMmodulationalgorithm．ItisverypowerfulusingtheproposedinverterforboostingtheDCvoltageutilizingcoefficient，thusitenhancesperformanceoftheinv

4、erter．Itanalyse$thePWMVoltageSourceInverter,particularlyemphasizingthemath—model、thecontrolstrategyandseveralsimulationbasedonvectorcontrolsystem．Simulationiscompletedforthepurposeofprovingthecontrolstrategyproposedinthisdissertation．Then，thedesignofthecircuitsandexperimenthasbeen

5、donetovalidatethecorrectnessofthewholesystem．ThedesignedsystemusesTMS320F240ofTICorp．asthemaincontroller,whichhassomefunctionsuchascalculation、A／DconversionandtheDSPencoderpulecounting．BesidestheDSPboard，thereisapower-board，whichnotOHiycompletesthepowerconversionfromDCtoACanditisc

6、ontrolledbyPWMsignalfromDSP'butalsotherearc0PTSbetweenthepinsofIGBTandthePWMsignals．Besidestheseabove，thereareover-current，over-voltageandotherprotectioncircuits．AftermanytimesofLabexperimentsandcorrection，theproposedsystemshowsexcellentperformances，whichprovethecorrecmessofthecon

7、trolstI翟tel∞Keywords：DSP，SVPWM，VectorControl，Inverter学位论文独创性声明：本人所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。如不实，本人负全部责任。论文作者c签名，：—害越力刁年乒月／)日学位论文使用授权说明河海大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复

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