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1、电气传动 2001年 第4期 基于DSP的全数字交流调速系统华中理工大学 尹泉 万淑芸 余高明 罗慧 摘要:文章介绍了一种采用空间向量PWM实现的磁场定向矢量控制方法,并给出了基于TMS320F240DSP的全数字实现,实验结果表明所采用的控制方案正确可行,控制系统有较好的动态性能和稳态精度。关键词:数字信号处理器 磁场定向矢量控制 空间矢量PWMTheDigitalACSpeedRegulationSystemBasedonTMSF240DSPYinQuanWanShuyunYuGaomingLuoHuiAbstract:Inthispaper,akindoffiel
2、d2orientedcontrolmethodbasedonthespacevectorPWMisintroduced.ThismethodhasbeentestedonadigitalsystemusingtheTMS320F240DSP.Theexperimentresultsindicatethatthiscontrolmethodcanachievebothgooddynamicandgoodstaticperformances.Keywords:DSPFOCSVPWM1 前言2TMS320F240事务管理模块在现代交流调速系统中,越来越多地采用变频本文仅介绍与S
3、VPWM实时调制及PG编调速。PWM变频器与鼠笼型电机的结合,就其性码器信号处理有关的部分。能与成本而言,是公认的选择方案。在控制精度要1)通用定时器1,在PWM信号调制中用来求较高的系统,通常采用矢量控制方法,控制结构产生周期一定的载波,它以内部CPU时钟作为采用速度环与电流环双闭环控制。由于电机电流变输入,工作于连续增ö减计数模式。定时器根据定化较快,因而对电流控制的实时性要求较高,在控标的时钟输入增计数到它的周期寄存器值制上速度环采用数字调节器结构,电流内环多采用T1PR,然后减计数到0,再根据当前周期寄存器模拟调节器与SPWM的脉宽调制方法。随着TI值重复以上操作
4、。公司面向电机控制的新一代DSP2TMS320F2402)通用定时器3,在本系统中用来作为计数的推出,由于其DSP内核20MIPS的高速处理能器,它以正交解码脉冲单元产生的时钟作为输入,力和面向电机控制的专用外围设备,利用微处理器与正交解码脉冲单元QEP1,2共同作用,对PG进行PWM信号实时调制,实现包括电流环的全数编码器信号进行定向计数,工作于定向增ö减计数字调速系统成为可能。全数字PWM调速系统的关模式。键在于如何实时地得到PWM开关信号。通常有23)正交解码脉冲单元QEP,它的方向检测逻种PWM波形的算法,即传统的次谐波(SPWM)辑辨明两个序列中哪一个是先导序列
5、,接着产生方法和较晚提出的电压空间矢量(SVPWM)方法。方向信号作为所选定时器的方向输入。如果文献[1～3]对这两种方式都做了详细的分析、评价QEP1输入是先导序列,则所选的定时器增计数;与比较,均认为无论从减小电动机电流谐波损耗方反之QEP2输入是先导序列,则所选的定时器减面,还是从电压母线利用率方面看,空间矢量计数。两列正交输入脉冲的两个边沿都被正交解PWM方法都具有无可辩驳的优势。码脉冲单元计数,因此产生的时钟频率是每个输本文介绍了采用TMS320F240实现的全数入序列的4倍。产生的时钟被连至所选的通用定字矢量控制空间矢量SVPWM调速系统的构成时器。及基本算法
6、。实验结果表明,系统有较好的控制效4)全比较单元1、2、3,各有一个16位比较寄果,且性价比较高,有广泛的应用前景。存器CMPRx(x=1,2,3),各有两个比较öPWM7©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved. 电气传动 2001年 第4期 输出引脚,产生6路PWM输出信号,控制功率器dHX0==Xr+Xs(3)件,其输出引脚极性将由控制寄存器(ACTR)的dt控制位来决定,根据需要,选择高电平或低电平作dH=Xiqs(4)r+dtTRimr为开通信号。iqs5)死区控制单元(DBTC
7、ON),用来产生可编H=∫(Xr+)dt(5)TRimr程的软件死区,使得受每个全比较单元的两路由式(5)可见,根据定子电流的q轴分量iqs和PWMö比较输出控制的功率器件的间次开启周期转子励磁电流imr及转子时间常数和转子角速度间没有重叠,最大可编程的软件死区时间达102Xr,可算出转子磁通角H,而转子励磁电流imr可由Ls。定子电流的d轴分量ids根据式(2)算出。对定子3 控制系统构成及基本算法电流经过3ö2及旋转变换后可得iqs、ids,转子角速度Xr由PG编码器获得的信号通过DSP的正交系统采用基于转子磁场定向的矢量
