基于DSP控制电梯专用变频器研究

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1、摘要本文以电机控制DSPTM$320LF2407为核心，结合相关外围电路，运用新型SVPWM控制方法，设计电梯专用变频器。为了达到电梯专用变频器大转矩、高性能的要求，在硬件上提高系统的实时性、抗干扰性和高精度性；在软件上采用新型SVPWM控制方法，以消除死区的负面影响，另外单神经元PID控制器应用于速度环，对速度的调节作用有明显改善。通过软硬件结合的方式，改善电机输出转矩，使电梯控制系统的性能得到提高。系统主电路主要由三部分组成：整流部分、中间滤波部分和逆变部分，分别用6R175G．160整流桥模块、电解电容电路和7MBP50RAl20IPM模块实现。并设计有

2、起动时防止冲击电流的保护电路，以及防止过压、欠压的保护电路。其中，对逆变模块IPM的驱动控制是控制电路的核心，也是系统实现的主要部分。控制电路以DSP为核心，由IPM驱动隔离控制电路、转速位置检测电路、电流检测电路、电源电路、显示电路和键盘电路组成。对IPM驱动、隔离、控制的效果，直接影响系统的性能，反映了变频器的性能，所以这部分是改善变频器性能的关键部分。另外，本课题拟定的被控对象是永磁同步电动机(PMSM)，要对系统实现SVPWM控制，依赖于转子位置的准确、实时检测，只有这样，才能实现正确的矢量变换，准确的输出PWM脉冲，使合成矢量的方向与磁场方向保持实时

3、的垂直，达到良好的控制性能，因此，转子位置检测是提高变频器性能的一个重要环节。系统采用的控制方式是SVPWM控制。本文从SVPWM原理入手，分析了死区时间对SVPWM控制的负面作用，采用了一种新型SVPWM控制方法，它将SVPWM的180度导通型和120度导通型结合起来，从而达到既可以消除死区影响，又可以提高电源利用率的目的。另外，在速度调节环节，采用单神经元PID控制器，通过反复的仿真证明，在调速比不是很大的情况下，其对速度环的调节作用明显优于传统PID控制器。通过实验证明，系统基本上达到高性能的控制要求，适合于电梯控制系统。关键词：DSP，电梯，SVPWM

4、，单神经元PID控制器，永磁同步电动机ABSTRACTInthispaper,theelevatorspecialinverterisdesignedwiththecoreofmotorcontrolDSPTMS320LF2407，combiningexteriorcircuit，andusingnovelSVPWMcontrolmethod．Inordertoreachrequirementofbignesstorque、highnessperformanceofelevatorspecialinverter，thereal—time、anti-jammin

5、gandhighnessprecisionofsystemareimprovedinhardware．ThenovelSVPWMcontrolisusedtoavoiddead-timeeffect．AndthesingleneuronPIDcontrollerisusedinthespeedloop．Theadjustfunctionisimprovedobviouslytospeed．Theoutputtorqueofmotorisbetterbysoftware＆hardwaretoimprovetheperformanceofelevatorcontr

6、olsystemThemaincircuitisstructuredwith3mainpartsofrectifier、middlefilterandinverter．Theyareachievedwith6R175G一160rectifiermodel、electrolytecapacitancesand7MBP50RAl20IPMmodel．Thereareprotectioncircuitofavoidimpactcurrentmadprotectioncircuitofavoidovervoltageandlowervoltage．Thecontrol

7、toinvertermodelIPMisthecoreofsystemrealization，whichismainpartofcontrolcircuit．ThecontrolcircuittakesDSPascore，includeIPMcontrolcircuit、speeddetectedcircuit、currentdetectedcircuit、powercircuit、displaycircuitandkeyboardcircuit．Theeffectofdriving、separatingandcontrollingtoIPMaffectsth

8、eperformanceofsyste