dsp第十章应用

DSP及其在电机

控制中的应用

第十章 DSP在交流电机控制中的应用

AC Induction Motor Control Using Constant V/Hz Principle and Space Vector PWM Technique with TMS320C240 Page:11-34

一、三相交流感应电动机的变频控制 感应电动机的转矩T CM I 2COS 2

定子绕组电势

E 4.44 f1 KW1 U1U1 E1 f1 f1

即

在变频调速过程，要保持磁路的磁通不变，应使

U1 E1 const f1 f1

且：f1 > fN 时，U1 = UN

变频控制规律：

二、电压矢量图状态UdDT PHa DT PHb

a 0

b 0

c 0

1Q1 Q3DT PHc

Q5

2Vc

11 0 0

01 1 1

00 0 1

Va

Vb

3 4 5

DT PHa_

Q4

DT PHb_

Q6

DT PHc_

Q2

GND B

6o

01 1

00 1

11 1

7C

A

8

二、电压矢量图 U ao U d U T U abc dq bo q U co 1 1 2 2 3 3 0 2 1 U ao 2 U U 3 bo d U co 2

aU0 U60 U120 U180 1 1 0 0

b0 1 1 1

c0 0 0 1

Uao2/3 1/3 -1/3 -2/3

Ubo-1/3 1/3 2/3 1/3

Uco-1/3 -2/3 -1/3 1/3

Ud 2/ 3 1/ 6 -1/ 6 - 2/ 3

Uq0 1/ 2 1/ 2 0

U240U300 O000 O111

01 0 1

00 0 1

11 0 1

-1/31/3 0 0

-1/3-2/3 0 0

2/31/3 0 0

-1/ 61/ 6 0 0

-1/ 2-1/ 2 0 0

二、电压矢量图

Ux(a b c)

Ⅱ Ⅲ Ⅰ

Ⅳ Ⅴ

Ⅵ

三、开关模式

TpwmUOUT T1U x T2U x 60 T0 (Oooo orO111 )

T1、T2的计算(系数矩阵法)TpwmUOUT T1U1 T2U 2或TpUOUT 0.5T1U1 0.5T2U 2(Tp 0.5Tpwm )

用矩阵表示

U do U d 1 U d 2 Tp 0.5 T1 0.5 T2 U qo U q1 U q 2 U d 1 U d 2 0.5T1 U U 0 . 5 T q 1 q 2 2

则有

U d 1 U d 2 U do 0.5T1 U 0.5T Tp U U q 2 qo 2 q1

1

系数矩阵的形成例：Uout在 1 区， 则有

U d 1 U d 2 Tp Tp U q1 U q 2 0取 Tp = 500,则

1

2 3

1 6 1 2

3 Tp 2 0

1

1 2

2

500 2 0 612.37 353.55 0 707 . 11 3 2 1 2

Ⅱ Ⅲ Ⅳ

Ⅰ Ⅵ

Ⅴ

不同区间 U1、U2的选择 为了使在一个周期中每个阶段开关状 态的变化都只有一个开关切换，不同 的区间U1、U2的选择不同，选择方向 如图在2区

a b cOOOO U60 U120 O111(000) (110) (010) (111)

Ⅱ Ⅲ Ⅳ

ⅠⅥ

a b

Ⅴ

c

OOOO U120

U60

O111

(000) (010) (110) (111)

不同区间的系数矩阵 612.37 353.55 Ⅰ区 0 707 . 11 Ⅱ区 Ⅳ区

U d1 Tp U q1

Ud2 Uq2

1

707.11 0 612.37 353.55 612.37 353.55 612.37 353.55 612.37 353.55 0 707 . 11

612.37 353.55 612.37 353.55

Ⅴ区

707.11 0 Ⅲ区 612 . 37 353 . 55

Ⅵ区

空间电压矢量设置步骤(软件法) :1. 2. 设置全比较单元COMCONA:使能比较操作、比较输出、禁止空间矢量 PWM模式 根据载波周期设置定时器周期寄存器Tp→ T1PR

3.4. 5. 6. 7. 8. 9.

设置定时器控制寄存器T1CON,产生对称波形给定空间电压矢量的旋转速度 w1 2pf1, 根据U1/f1= C的控制方式，求得给定电压矢量Uout的幅值； 求得给定电压矢量Uout的相位 ai ai-1 Da 判定Uout所在的区间，以确定U1、U2; 将Uout分解为Ud、Uq, 根据不同的区间系数矩阵，计算T1、T2、T0; 根据不同的区间，确定开关模式和顺序，将所计算的 0.25 T0 , 0.25 T0+ 0.5 T1, 0.25 T0 +0.5(T1+T2 ) 装载到对应的三个全比较单 元的比较寄存器 (Da = w1Dt) Dt =Tpwm=2*Tp;

10.

如果给定 w1 不变，则 ai ai-1 Da ,重复 6-9 步骤

比较寄存器的选择区间10.25 T0 , 0.25 T0+ 0.5 T1, → CMPR1 → CMPR2

0.25 T0 +0.5(T1+T2 ) → CMPR3

区间2 0.25 T0 , 0.25 T0+ 0.5 T1, → CMPR2 → CMPR1

a b cOOOO U120 U60 O111

0.25 T0 +0.5(T1+T2 ) → CMPR3

(000) (010) (110) (111)

比较寄存器的选择区间30.25 T0 , 0.25 T0+ 0.5 T1, → CMPR2 → CMPR3 区间4 0.25 T0 , 0.25 T0+ 0.5 T1, → CMPR3 → CMPR2

0.25 T0 +0.5(T1+T2 ) → CMPR1

0.25 T0 +0.5(T1+T2 ) → CMPR1

区间5 0.25 T0 , 0.25 T0+ 0.5 T1, → CMPR3 → CMPR1

区间6

0.25 T0 ,0.25 T0+ 0.5 T1,

→ CMPR1→ CMPR3

0.25 T0 +0.5(T1+T2 ) → CMPR2

0.25 T0 +0.5(T1+T2 ) → CMPR2