空间电压矢量PWM的实现.docVIP

空间电压矢量PWM的实现 叶国平 吴耿锋 严伟 （上海大学计算机工程与科学学院,上海 200072） 摘要： 本文主要论述了空间矢量PWM的原理和应用系统，还讲述了SVPWM波形发生器的设计方法。 关键词： SVPWM；设计 中图分类号:TM301.2　　文献标识码:Ａ　 Realization of Voltage Space Vector PWM YE Guoping , WU Gengfeng , YAN Wei (Computer Engineering Science, shanghai University，Shanghai ,200072) Abstract：The text discussed primarily principle and applied system of the SVPWM, and discussed design of SVPWM wave generator. Key words： SVPWM； 控制指令 运行指令 图1 变频器基本结构 1主回路 　　　给异步电动机提供调频调压电源的电力交换部分，称为主回路。它由三部分组成：将工频电源变换为直流电源的“整流器”；吸收由整流器和逆变器回路产生的电压脉动的“滤波回路”；将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。 2控制回路的构成 控制回路向变频器主回路提供各种控制信号，由以下部分组成：决定Ｕ／F特性的频率电压“运算回路”；主回路的“电压／电流检测回路”；电动机的“转速检测回路”；根据运算回路的结果生成相应的PWM脉冲并进行隔离和放大的“保护回路”。 在控制回路中，DSP是控制的核心，检测电路检测到直流母线电压和定子电流模拟量后，通过DSP内部的ADC转换成数字量，计算出定子磁通、转矩反馈、机械转速等数字量，通过闭环控制最终获得空间电压矢量。1985年德国鲁尔大学Depenbrock教授首先提出直接转矩控制理论(DirectTorqueControl简称DTC)。DTC是交流传动领域电机控制方式的一次革命，它从零速开始不使用电机轴上的脉冲码盘反馈就可以实现电机速度和转矩的精确控制。在DTC中，定子磁通和转矩被作为主要的控制变量。高速数字信号处理器与先进的电机软件模型相结合使电机的状态每秒钟被更新40,000次。由于电机状态以及实际值和给定值的比较值被不断地更新，逆变器的每一次开关状态都是单独确定的。这意味着传动可以产生最佳的开关组合并对负载扰动和瞬时掉电等动态变化做出快速响应。 图3 简单流程图 可增/减计数器在控制寄存器和周期寄存器的作用下，获得周期性对称的三角波，并不断地与比较单元的比较寄存器比较，产生比较匹配，从而输出基本波形。接着在状态机的作用下，最终获得SVPWM的六路输出。 ３．2　SVPWM状态机的基本原理 基本波形输出(比较单元1) control_1 control_2 基本波形输出(比较单元2) control_3 图4 控制信号的产生 空间矢量化利用的是比较单元1和2的比较匹配信号,以上逻辑可获得三个控制信号(如下图),三个信号都是高有效, 而且有效时间不相互重叠 分别用于空间矢量PWM波形产生的三个阶段: control_2 control_3 control_1 图5 控制信号波形 CTR[14：12] Control_1 PWM输出 CTR[15:12]