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        基于DSP的交流電動(dòng)機(jī)SPWM調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

        作者:蘇明霞,李莉 時(shí)間:2012-12-18 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

          摘要:應(yīng)用正弦脈寬調(diào)制(SPWM)技術(shù),通過U/f控制方法,給出一種基于TMS320LF2407A 的交流變頻調(diào)速控制系統(tǒng)。并在文章中簡述該控制系統(tǒng)的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)方案。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,該設(shè)計(jì)簡化控制了電路,增強(qiáng)了控制策略的靈活性,提高了控制精度,使交流調(diào)速控制系統(tǒng)更加通用化、標(biāo)準(zhǔn)化和智能化。

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/140195.htm

          引言

          在控制領(lǐng)域中,交流電動(dòng)機(jī)以其高性能、高可靠性和良好的環(huán)境適應(yīng)性等特點(diǎn)已經(jīng)得到越來越廣泛的應(yīng)用。采用可調(diào)速的交流電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)方案,每年至少能節(jié)省20%-30%的電能。本文主要應(yīng)用正弦脈寬調(diào)制(SPWM)技術(shù),通過U/f控制方法,給出了一種基于TMS320LF2407A 的交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)簡化了控制電路,增強(qiáng)了控制策略的靈活性,提高了控制精度,使交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)更加通用化、標(biāo)準(zhǔn)化和智能化。

          恒壓頻比控制的SPWM變頻系統(tǒng)的分析

          主電路中逆變電路的設(shè)計(jì)是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)也是難點(diǎn)部分,該逆變電路是采用SPWM方式進(jìn)行控制的。

          交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方式

          交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為:
               

          式中p是電動(dòng)機(jī)磁極對數(shù),f是電源頻率;s是轉(zhuǎn)差率。由公式可知交流電機(jī)調(diào)速方法主要有三種:

          (1)在電機(jī)中旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速n0恒定時(shí),調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差率s,此方式稱為變轉(zhuǎn)差率調(diào)速;該方式是一種較耗能、低效率的調(diào)速方法。

          (2)改變電機(jī)定子繞組的極數(shù),此方式稱為變極調(diào)速。該方式不能獲得平滑調(diào)速,調(diào)速范圍相當(dāng)有限。

          (3)調(diào)節(jié)供電電源頻率f,此方式稱為變頻調(diào)速;是一種效率比較高的調(diào)速方法。

          該設(shè)計(jì)采用第3種方法。
          變頻調(diào)速系統(tǒng)的U/f控制方式
          交流電動(dòng)機(jī)定子電壓為
               

          f1為定子頻率,N為定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù),Φ為每極氣隙磁通量。

          在電動(dòng)機(jī)調(diào)速時(shí),當(dāng)每極磁通Φ在合適的范圍時(shí)總是希望其保持不變,通過改變定子頻率即調(diào)節(jié)供電電源頻率f1來改變電壓U的值,從而改變轉(zhuǎn)速N。如何才能實(shí)現(xiàn)變頻的同時(shí)變電壓,主要采用的是正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)方法.

          SPWM調(diào)制技術(shù)原理

          SPWM(正弦脈寬)是將正弦波變成寬度漸變的脈沖波,其中的脈沖波的寬度變化規(guī)律完全符合正弦的變化規(guī)律。產(chǎn)生原理是采用一組等腰三角形波信號(hào)(載波)與正弦波信號(hào)()通過比較器進(jìn)行比較,其交點(diǎn)時(shí)刻作為開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)閉時(shí)刻,當(dāng)(正弦波)大于載波(三角波)時(shí),逆變橋的開關(guān)管導(dǎo)通;反之,則關(guān)斷,逆變器就產(chǎn)生一組等幅不等寬的脈沖序列,如圖1所示。通過控制輸入頻率來產(chǎn)生不同的輸出電壓,從而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?! ?/p>

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