《基于DSP控制的PWM变频调速系统的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于DSP控制的PWM变频调速系统的研究（72页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、内蒙古科技大学硕士学位论文捅要随着国民经济的快速发展，新的电力电子器件和微处理器的推出以及交流电机控制理论的发展，交流变频调速技术取得了巨大的技术进步，高性能调速成为电机调速的研究热点。本文就是以此为背景介绍了基于D S P 的异步电动机交流变频调速系统。本课题以T I 公司的电机控制专用微处理器T M S 3 2 0 L F 2 4 0 7 A 型数字信号处理器( D S P ) 为系统的控制核心，以P M 2 5 R S B l 2 0 型智能功率模块( I P M ) 为开关器件，运用正弦脉宽调制( S P W M ) 和空间电压矢量脉宽调制( S V P W M ) 技术，进行数字化脉
2、宽调制( P W M ) 变频调速系统的研究。本课题深入研究S P W M 和S V P W M 两种调制方式及其D S P 实现方法。运用转差频率控制方式和正弦脉宽调制算法，提出转差频率变压变频调速系统的总体设计方案。从矢量控制的思想出发，在坐标变换和空间电压矢量调制技术的基础上，提出基于S V P W M 的转差频率型矢量控制变频调速系统的数学模型，并利用M A T L A B S I M U L 烈K 软件进行仿真。设计以智能化模块( I P M ) 功率器件为核心的交一直一交电压源型变频调速系统的主电路、控制、驱动及检测等硬件电路。软件部分给出了控制系统的主程序及主要模块的软件流程，并
3、用C 语言编制了其中的一部分程序，重点实现了S P W M 和S V P W M 两个调制程序，并得出了理想的调制波形，证明了调制算法的正确性。最后给出了仿真和实验结果，实践证明该系统的正确性和可行性。关键词：变频调速；数字信号处理器；转差频率控制；正弦脉宽调制；电压空间矢量脉宽调制；矢量控制；仿真内蒙古科技大学硕士学位论文A b s t r a c tA l o n gw i t ht h ef a s td e v e l o p m e n to ft h ec o u n t r y t se c o n o m i c ，w i t ht h ea p p e a r a n c e
4、o fn e wp o w e re l e c t r o na p p a r a t u sa n dm i c r o p r o c e s s o r ，a l s ow i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h ec o n t r 0 1t h e o r yo nt h eA Ci n d u c t i o nm o t o r , t h et e c h n o l o g yo fV a r i a b l e f r e q u e n c yh a sm a d et r e m e n d o u sp r o g r e s
5、s T h i sp a p e rp r e s e n t saD S P - b a s e dA Ci n d u c t i o nm o t o rv a r i a b l ef r e q u e n c ys y s t e m ，w h i c hb a s e do nt h i sb a c k g r o u n d I nt h i sp a p e r ，T h ed i g i t a ls i g n a lp r o c e s s o r ( D S P ) T M S 3 2 0 L F 2 4 0 7 A ，w h i c hi sT I Sm o t
6、 o rd e d i c a t e dm i c r o p r o c e s s o ri st h ec o r eo ft h ec o n t r o ls y s t e m ，u s e sI n t e l l i g e n tP o w e rM o d u l e ( I P M ) P M 2 5 R S B12 0a sa p p a r a t u so ft h ei n v e r t e r ，R e s e a r c ht h ed i g i t a lp u l s ew i d t hm o d u l a t i o n ( P W M ) F
7、 r e q u e n c yC o n t r o lS y s t e mb yu s i n gs i n u s o i d a lp u l s ew i d t hm o d u l a t i o n( S P W M ) a n ds p a c ev o l t a g ev e c t o rp u l s ew i d t hm o d u l a t i o n ( S V P W M ) t e c h n o l o g y I nt h i sd e s i g n t h eS P W Ma n ds V P w Ma r ef u r t h e rs t
8、u d i e d U s i n gs l i p 窖e q u e n c yc o n t r o lm e t h o da n dS P W M ，w eg i v eag e n e r a ld e s i g ns c h e m eo ft h es l i pf r e q u e n c yv a r i a b l ev o l t a g ev a r i a b l ef r e q u e n c yc o n t r o ls y s t e m A c c o r d i n gt ot h ev e c t o rc o n t r o lt h e o r
9、 y ，c o o r d i n a t et r a n s f o r m a t i o na n dS V P W M ，w eg i v eag e n e r a ld e s i g ns c h e m eo ft h es l i pf r e q u e n c yv e c t o rc o n t r o ls y s t e m ，m a k eas i m u l a t i o nr e s e a r c hu s i n gM a t l a b S i m u l i n k T h eh a r d w a r ec i r c u i to ft h
10、eA C D C - A Cv o l t a g es o u r c et y p ec o n t r o l l i n gs y s t e mi sd e s i g n e di n c l u d i n gm a i nc i r c u i t ，c o n t r o lc i r c u i t ，p o w e rc i r c u i ta n dd e t e c t i o nc i r c u i t T h ef l o w c h a r to fm a i np r o g r a ma n dm a i ns u bm o d u l e sa r e
11、g i v e ni nt h ec o n t r o ls y s t e m Ss o f t w a r ep a r t ，a n dp r o g r a m m e dp a r t so ft h e m ，t h eS P W Ma n dS V P W Ma r ee m p h a s i s ,a n do b t a i ni d e a lm o d u l a t i o nw a v e f o r m ，t h ec o r r e c t n e s so ft h em o d u l a t i o na l g o r i t h mi sp r o
12、v e db ye x p e r i m e n t F i n a l l y , t h ec o r r e c t n e s sa n dr e s u l t so fs i m u l a t i o na n de x p e r i m e n t f e a s i b i l i t yo ft h ec o n t r o ls y s t e ma r ep r o v e db yt h eK e yW o r d s ：V a r i a b l ef r e q u e n c ys p e e dv a r i a t i o n ；D i g i t a
13、ls i g n a lp r o c e s s o r ；S l i pf r e q u e n c yc o n t r o l ；S i n ep u l s ew i d t hm o d u l a t i o n ；S p a c ev e c t o rp u l s ew i d t hm o d u l a t i o n ；V e c t o rc o n t r o l ；S i m u l a t i o n独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。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
14、撰写的研究成果，也不包含为获得内蒙古科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。签名：关于论文使用授权的说明本人完全了解内蒙古科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。( 保密的论文在解密后应遵循此规定) 日期：上掣内蒙古科技大学硕士学位论文1 概论1 1 本课题的研究背景随着世界经济的不断发展，科学技术的不断提高，环保和能源问题日趋成为人们争论的主题。充分有效地利用能源已成为紧迫的
15、问题，为了寻求高效可用的能源，各国投入了大量人力财力，进行不懈的努力。就目前而言，电能是全世界消耗最多的能源之一，同时也是浪费最多的能源之一，为解决能源问题必须先从电能着手，其中起代表性的就是电机的控制。电机是一种将电能转换成机械能的设备，它的用途非常广，在现代社会生活中随处可见电机的身影，在发达国家中生产的总电能有一半以上是电机的能量转换，这些电机传动系统当中9 0 左右的是交流异步电机。在国内，各种电机的总装机容量己达4 亿千瓦，年耗电量达6 0 0 0 亿千瓦时，约占工业耗电量的8 0 ，使用中的电机绝大部分还是中小型异步电机，加之设备的陈旧，管理、控制技术落后，所浪费的电能甚多。能源工
16、业作为国民经济的基础，对于社会、经济的发展和人民生活水平的提高都起着极为重要的作用。在高速增长的经济环境下，我国能源工业面临着经济增长与环境保护的双重压力。有资料表明，受资金、技术、能源价格的影响，能源利用效率比发达国家低很多。由此可见，在我国异步电机的变频调速系统将有很大的市场潜能。2 0 世纪6 0 年代以后，由于生产发展的需要和节省电能的要求，促使世界各国重视交流调速的研究和开发，尤其2 0 世纪7 0 年代后，由于科学技术的迅速发展为交流调速发展创造了极为有利的技术条件和物质基础，随着电力电子技术、微电子技术以及控制技术的发展，诸多新型电机控制技术不断被提出，再加上目前仿真工具的日渐成熟，给异步电机的控制带来了很多的机遇和发展契机使变频技术能更好地实现对交流电机的调速，因此用交流调速取代直流调速已经成为现实。现在工厂拖动系统中以交流电动机拥有量最多，提供给工业生产中的电量多半是通过交流电机加以利用的，根据统计，交流电动机用电量占电机总用电量的8 5 左右，可见交流电动机应用的广泛性及在国民经济中的重要地位。同时随着产品价格的下降
