SVPWM的交流电机变频调速系统的研究

文章编号:1009 3664(2008)02 0013 02研制开发

基于SVPWM的交流电机变频调速系统的研究

吴志友,王 英,刘思华

(大连交通大学电气信息学院,辽宁大连116028)

摘要:文章在分析电压空间矢量调制原理的基础上,给出了一种基于TMS320F240的数字化实现算法,并设计了以TMS320F240为控制核心的变频调速系统的硬件和软件。试验结果表明本系统与SPWM三相逆变器相比具有更高的控制精度和更好的谐波抑制能力,能很好地降低逆变器的电流谐波成分和转矩脉动。

关键词:TMS320LF240;SVPWM;变频调速中图分类号:TM921.51

文献标识码:A

ResearchVariableFrequencyAdjustableSpeedSystemofACMotorBasedonSVPWM

WUZhi you,WANGYing,LIUSi hua

(CollegeofElectricalInformation,DalianjiaotongUniversity,Dalian116028,China)

Abstract:Byanalyzingthebasicprincipleofvoltagespacevectorpulsewidthmodulation,asortofdigitalarithmeticisexpatiatedandthehardwareandsoftwareoffrequencyregulatingspeedsystemforSVPWMaredesignedwithTMS320F240asitscoreinthispaper.TheresultsofexperimentindicatethatthesystemhasahighercontrolprecisionandbetterdynamiccapabilitycomparedwiththreephasesinverterbasedonSPWM,andthesystemcandecreaseobviouslycur rentharmoniccomponentofinverterandharmonicwearofmotor,anddebasetorquebouncing.

Keywords:TMS320F240;SVPWM;variablefrequencyadjustablespeed

0 引 言

在交流调速领域中,随着高开关频率的功率器件(如IGBT、MOSFET等)出现,脉宽调制(PWM)技术取代了老式相控技术,一跃占据了主导地位。在众多PWM技术中,电压空间矢量PWM(也称

为磁链跟踪PWM)调制具有比较显著的优点:电流谐波少,转矩脉动小,噪声低;还有一个不太显著的优点是:相对于常规正弦脉宽调制逆变器(SPWM),直流电压利用率提高约15%。电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)是把逆变器和电机视为一体,控制电机获得幅值恒定的圆形旋转磁场。它能够明显地减少逆变器的输出电压的谐波成分及电动机的谐波损耗,降低了转矩的脉动。本文结合TMS320F240的特点给出了其数字化的解决方案。

U0、U60、U120、U180、U240、U300、O000、O111,其中O000和O111为零矢量。把它们映射到Park复平面下,就可以得出空间电压矢量图,如图2所示。在图中,U0、U60、U120、U180、U240、U300六个非零空间电压矢量幅值相等,相位依次互差600,把复平面分成6个扇区。两个零矢量O000和O111位于圆心,

图中未标出。

图1 逆变器 电动机等效电

路图

1 SVPWM的基本原理

在交流电机变压变频调速系统中,三相电压型逆变器可等效成由图1所示的6个开关元件组成,电机的相电压和线电压依赖于它所对应的逆变器桥臂上下

6个功率开关的状态,根据SA、SB、SC为0或1可以组合23=8个状态,这8种工作状态可相应表示为8个矢量称作基本空间电压矢量,根据其相位分别命名为

收稿日期:2007 09 18

作者简介:吴志友,男,大连交通大学在读硕士研究生,研究方向为基于TMS320F240的交流电机矢量控制系统的研究。

图2 三相电压型逆变器的基本空间电压矢量