基于DSP的异步电机SVPWM变频调速控制

基于DSP的SVPWM变频调速系统

煤矿机械Coal Mine MachineryVol.35No.01Jan.2014第35卷第01期2014年01月引言PWM(脉宽调制)技术的发展使变频调速系统的性能不断改善。

而空间电压矢量脉冲宽度调制（SVPWM ）方法是把三相变流器的理想输出电压在复平面上合成为空间电压矢量，并通过不同的开关状态所形成的电压空间矢量组合去逼近理想电压空间矢量，相对于传统的SPWM 方法，其功率器件的开关次数可减少1/3，直流电压利用率可提高15%，转矩脉动小、噪声低，谐波抑制效果好，且易于数字化实现。

由于一般微处理器运算能力有限，所以本文中的变频调速系统选用TI 公司专用于电机控制的TMS320LF2407A 型DSP 芯片来实现SVPWM 控制，该系统具有控制精度高、电压利用率高、电流谐波成分少、实现简单等优点，大大改善了电动机的运行品质。

1SVPWM 控制原理（1）基本电压空间矢量由逆变器各桥臂不同的开关状态,可以得到8个基本电压矢量,包括2个零矢量和6个非零电压矢量。

6个非零矢量的幅值相同，相邻的矢量互差60°。

2个零矢量幅值为零，位于坐标原点。

这8个空间矢量被称为基本电压空间矢量，分别记为U 0、U 60、U 120、U 180、U 240、U 300、O 000和O 111，其空间分布如图1所示。

图1基本电压空间矢量（2）磁链轨迹的控制SVPWM 方法的目的是用基本空间电压矢量来逼近电机所需的电压矢量U out ，一般所用方法是在一个采样周期T PWM 内使逆变器输出电压的平均值跟U out 相等。

如图2所示，U out 可由两相邻非零基本空间电压矢量U x 和U x ±60的线性时间组合来得到T PWM U out =t 1U x +t 2U x ±60（1）式中t 1、t 2———电压矢量U x 和U x ±60对应开关管的导通时间；T PWM ———U out 作用的时间。

基于DSP的SVPWM异步电机控制系统研究

Ｈｕｎｓｉ３０３．ｈｎ）ａｇｈ５０Ｃｉａ４
Ａｓｒｃ：Ｖｌｇｐｃｅｔｒｕｅｗｉｈｍｄｌｔｎ（ＶＷＭ）ａｇｒｈｈｓｃｒｎａｍｏｉｌｓａｄｈｈｖｌｇｂｔｔｏｔｅｓａｅｖｃｏｌｄｏｕａｉＳＰａａｐｓｔｏｌｏｉｍａｕｒｔｒｎｓ，ｎｉｏａｅｔｅｈｃｅｏｌｅＩ４ｔｕＣｏｆｒｎｃｆｔＥＥＥ．９１１９８：２－７．５６５６
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基于ＤＰ的ＳＰＳＶＷＭ异步电机控制系统研究
高海洲
（湖北黄石理工学院电气与电子信息工程学院，湖北黄石４５０）３０３
ｕｉａｉｎ．ＵｓｎｔｒｃｎｒｌｈｐｏｔｉｔｌｏｚｉｇｍｏｏｏｔｉｆｏｃＴＭＳ２Ｆ４７ｏｇｎｒｔ３０Ｌ２０ＡｔｅｅａｅＳＶＰＭａｉｌｔｕｔｒＷｈｓａｓｍｐｅｓｒｃｕｅ，ｓａｌｎｅｉｂｅ，ｔｂｅａｄｒｌｌａｌｗｏｔｔ．ｏｃｓ，ｅｃ，ｗｈｃａｅｂｏｄａｐｉａｉｎｐｏｐｃｓｉｈｈｖｒａｐｌｔｒｓｅｔ．ＴｈｓｐｐｒｄｓｒｅｈａｉｒｃｐｅｏｃｏｉａｅｅｃｉｓｔｅｂｓｃｐｉｉｌｆＳＶＰＭｎｈｂｎＷａｄｔｅｍｅｈｄｏｔｏＳＶＰＭａｅｎＴＭＳ２Ｆ４７ｉｍｏｏｏｔｌｐｌａｉｎ．ＡｎｘｅｉｎａｓｌｅｉｅｖｌｉｆＷｂｓｄｏ３０Ｌ２０Ａｔｒｎｒｐｉｔｓｎｃｏａｃｏｄｅｐｒｍｅｔｌｕｔｖｒｙｔａｉｔｏｅｒｓｆｈｄｙｆ

基于DSP控制器的SVPWM交流调速控制系统设计

［ｂｔｃ］ＩｒｕｅｔｒｃｌｏｐｌｉｏｕｔｎｂｓｄｏｏａｅｐｃｖｃｒａｄｔｕＡｓａｔｎｏｃｓｈｐｎｉｅｆｕｅｔｍｄｌｉａｎｖｌｇａｅｏ，ｎｅｕｙｒｔｄｅｉｐｓｗｈａｏｅｔｓｅｔｈｆ
ｄｇａｉｄｖｃｒ－ｏｔｌｄＳＰＣｓｅｄａｊｓｂｅｓｓｍｂｓｄＯＭＳ２Ｌ２０Ａｉｔｚｅｔ —ｃｎｒｌＶＷＭＡｐｅｄｔｌｙｔａｅｉＴ３０Ｆ４７ｉｌｅｏｏｅｕａｅｌ
ｉｄｓｒｅｎｄｉｔｄｃｓｔｅｄｓｎｏｅｈｒｗｒｄ￣ｆｒｎｓｓｅ．Ｔｅｓｓｅｈｓｅｃｉｄ，ａｎｒｕｅｅｉｆａｄａｅａｂｏｈｇｈｔｎｔｅｉｙｔｍｗａｈｙｔｍａｓａｓｍｐｅａｄａｅｃｎｔｃｉｎａｄｂｔｒｒａ —ｔｉａｒｃｓｉｇｉｌｒｈｒｗｒｏｓｕｔｅｔｅｒｏｎｅｌｉｓｍｅｇｌｐｏｅｓｎ．ｎ
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（ｅａｍｎｏｌｔｎｎｉｅｎ，ｘＩｓｔｅｆｏｍｒ，ｘ２４５，ｈａＤｐｒｅｔｆｅｒｉＥｇｅｒｇＷｕｉｎｄｕｍｅｃＷｕｉ１１３Ｃｉ）ｔＥｃｏｃｎｉｔｏＣｅｎ
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维普资讯

基于DSP的三相异步电机变频调速器DSP设计

相
电
相
电
而霍尔电流传感器检测到的是一个交流量，所以经过传感器后，还需进行偏移转化到才能输入到中。处理之后的输出范围为0～
3.3V，偏移函数为： VOUT = 1.65 + 0.5VI
流
流
转速检测电路设计
光电式旋转编码器是转速或转角的检测元件，旋转编码器与电动机相连，当电动机旋转时带动码盘旋转，通过光栅的作用，持续不断地开放或封闭光通道接收装置的输出端就可以得到频率与转速成正比的方波脉冲序列。方波脉冲经过滤波处理，由I/O 口进入DSP 的增量式光电编码器接口（QEPx，x=1、2 ），QEPx在一定的时间TC 内对输入脉冲的个数进行计数就可以计算转速，这种测速方法通常也称为M 法测速。 TMS320LF2407A中将捕获单元配置成正交编码脉冲模式。以事件管理器 A（EVA）为例，它的编码器接口使用定时器T2作为可逆计数器，来计编码脉冲的个数。在图中，编码器接口电路利用输入编码脉冲的4个边沿加工成4倍频的计数脉冲信号和计数方向信号。
但有利于改善抖动和减少地磁干扰。
本设计中以TPS7333为核心芯片设计电源转换电路。
其输入电压5V，输出电压3.3V，输出最大电流500mA。
接
显示电路设计

该设计负责显示电动机实测转速。由于按键数比较少，只有个，因此设计中没有利用的键盘接口功能，而是设计成直接用扫描按键的高低电平，采用软件实现对按键命令的响应。虽然采用供电，但其、和脚全为输入，可以识别来自供电的的信号，因此，和可以直接接口。电路中～通过限压保护电阻接，驱动输出段～、为小数点驱动输出，振荡部分采用晶振频率，复位端低电平有效，当端由低电平变为高电平后，大约经过～的时间才会进入正常工作状态。

基于DSP三相SVPWM变频调速系统设计

基于DSP的三相SVPWM变频调速系统的设计摘要根据电压矢量的基本原理，利用TMS320LF2407A，对电流采样、速度检测、驱动保护以及控制系统进行软件设计。

设计出基于DSP 控制系统的SVPWM的变频调速系统控制器。

使得逆变电源的智能化程度更高，性能更加完美。

关键词：DSP；SVPWM；变频调速系统目录第1章设计目的及意义 (1)第2章 SVPWM基本原理 (2)2.1电压空间矢量脉宽调制法（SVPWM） (2)2.2电压空间矢量技术的基本原理 (3)2.2.1三相逆变器输出电压的矢量表示32.2.2磁链轨迹的控制52.3SVPWM波的生成 (6)第3章系统方案及硬件设计 (8)3.1系统方案 (8)3.2主电路设计 (9)3.3PWM驱动电路 (10)3.4故障保护电路 (11)3.5键盘和液晶 (12)第4章系统软件设计 (14)第5章设计总结 (15)参考文献 (16)附录程序清单 (17)第1章设计目的及意义训练学生正确地应用运动控制系统，培养解决工业控制、工业检测等领域具体问题的能力；通过课程设计，熟悉运动控制系统应用系统开发、研制的过程，软硬件设计的工作方法、工作内容、工作步骤；对学生进行基本技能训练，例如组成系统、编程、高度、绘图等，使学生理论联系实际，提高动手能力和分析问题、解决问题的能力。

第2章 SVPWM基本原理2.1电压空间矢量脉宽调制法（SVPWM）随着电力电子器件和微电子技术的迅速发展，以及高性能控制方法在交流调速系统中的应用，交流调速系统的发展非常迅速。

特别是采用了专为电机控制开发的数字信号处理器DSP为核心的全数字化控制系统，为高性能的控制方法提供了可靠的硬件环境。

这种DSP集中了电动机控制所必须的可增加死区和灵活多变的多路PWM信号发生器，高速高精度ADC，以及用于电机速度和位置反馈的编码器接口等电路。

目前国内外应用于工业生产领域的变频器，很多都把DSP作为控制核心，充分利用其高速运算能力和强大的控制功能以实现高性能的变频控制。

基于DSP和FPGA的SVPWM算法及其在变频调速中的应用

基于DSP和FPGA的SVPWM算法及其在变频调速中的应用三相逆变器采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)方式。

与SPWM方式相比，SVPWM具有谐波抑制效果好、响应快速、电压利用率高、电流波形畸变小、转矩脉动低等优点，已经在电机驱动方面得到了广泛应用。

但由于传统的SVPWM调制技术多采用三相到两相的坐标变换，通过三角函数计算矢量时间，利用反正切求矢量相角，算法复杂且正六边形对磁链圆的逼近程度较低。

因此，许多文献致力于寻找SVPWM的简化算法，都在一定程度上简化了SVPWM的数字实现，但由于是针对传统调制算法具体运算步骤所做的简化，因此改进是有限的。

现提出一种SVPWM细分算法，对磁链圆用尽可能多条边的多边形进行逼近，通过Matlab离线计算多边形各条边上各基本电压矢量的作用时间，形成数据表格存储于现场可编程门阵列FPGA(Field，Programmable Gate Array)中。

FPGA只需根据该存储的表格数据和接收到的DSP中恒压频比算法计算的SVPWM的频率和幅值信号，经过简单查表运算和死区控制，即可发出相应的SVPWM信号控制逆变器各桥臂开关的通断。

最后将该方法应用于交流调速系统中，并给出交流电机的变频调速实验效果。

1 系统控制原理1．1新型SVPWM的提出SVPWM控制的原理是利用逆变器各桥臂开关控制信号的不同组合，使逆变器输出电压矢量的运行轨迹尽可能接近圆形。

但是传统的SVPWM算法相当于是用正六边形去逼近圆形，这显然是不够的，为了使逆变器输出电压矢量的运行轨迹更加逼近圆形，可以用更多条边的多边形对圆进行细分。

现采用48边形去逼近圆形，通过基本电压矢量的线性组合分别矢量合成该48边形的每一条边。

基本电压矢量经过重新分配后的电压矢量运行轨迹如图1所示。

由图1可见，与正六边形的矢量轨迹相比，利用48边形细分的电压矢量轨迹更加接近圆形。

如果逆变器开关器件的开关频率足够高，可以按照以上细分思想对理想的圆形电压矢量轨迹进一步逼近。

基于DSP的异步电机矢量控制变频调速系统研究

速性能。］取转子磁链的方向，就是转子磁场方向为Ｍ轴，也
对于控制精度要求较高的系统，常采用矢量控制方法，通矢量控制技术已成为高性能异步电机变频调速系统的主要方案。由于矢量控制系统结构的复杂性，得控制过程使中需要大量的数学运算，电机控制专用数字信号处理器而
Ｔｈｓｎｉａｅｔｉｔｃｎｌｇａｒａｒｓｅｔｎａｐｉａｉｎｏｈｌｃｒｃｄｉｅｅｅｉｄｃｔｈｓｅｈｏｏｙｈｓｂｏｄｐｏｐｃｓｉｐｌｃｔｏｆｔｅｅｅｔｉｒｖ．
Ｋｅｗｏｄ：ｖｃｏｏｔｏ；ａｙｃｒｎｕｏｏ；ｄｇｔｌｉｎｌｒｃｓｏ（Ｐ）ｐｃ — ｏｔｇｅｔｒｐｌｅｗｉｔｄｌ— ｙｒｓｅｔｒｃｎｒｌｓｎｈｏｏｓｍｔｒｉｉｇａｏｅｓｒＤＳ；ｓａｅｖｌｅｖｃｏｕｓｄｈｍｏｕａａｓｐａｔｏＳｉｎ（ＶＰＷＭ）
ＱｉｚｏｇｕＡｉｈｎ
（ｈｎｚｏａｈｒ ’ ｏｌｇ，ｈｎｚｏ５０４，Ｃｈｎ）ＺｅｇｈｕＴｅｃｅｓＣｌｅＺｅｇｈｕ４０４ｅｉａ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＢａｅｎｔｅｍａｈｍａｉａｄｌｏｓｄｏｈｔｅｔｃｌｍｏｅｆＡＣａｙｃｒｎｓｍｏｏｎｔｅｒｔｒｆｕｒｅｔｄ，ｂｓｎｓｎｈｏｉｍｔｒｏｈｏｏｌｘｏｉｎｅｙｕｉｇＳＶＰＭＷ

基于DSP的交流异步电机SPWM变频调速系统设计

基于DSP的交流异步电机SPWM变频调速系统设计宋店波2,王永生2(1.国投新集集团刘庄煤矿,安徽淮南236232; 2.安徽理工大学机械工程学院,安徽淮南232001)摘要:介绍了交流电机变频调速的基本原理,结合正弦脉宽调制(SPW M)技术,给出了一种基于DSP T MS320F240的交流异步电机变频调速控制系统,简述了实现该控制系统的硬件、软件设计方案。

实验证明,应用软件方法实时生成SWPM波用于异步电动机的变频调速方案减少了系统外围电路,具有很好的效果,系统可靠性高。

关键词:异步电机;DSP;变频调速;正弦脉宽调制中图分类号:T M343　文献标志码:A　文章编号:100320794(2008)1220123203 Design on Frequency Conversion V elocity Modulation System of ACAsynchronous Motor B ased on DSPSONG Dian-bo1,WANG Yong-sheng2(1.Liuzhuang M ine of G uotou X inji(G roup)C orporation,Huainan236232,China;2.C ollege of Mechanical Engineering,Anhui University of Science and T echnology,Huainan232001,China)Abstract:Introduce a basic frequency conversion velocity m odulation theory of AC asynchronous m otor.A de2 sign is reported based on DSP T MS320F240,combined with SPW M technology.It’s hardware and s oftware are described.The experimental result indicates that generate SPW M wave by the s oftware method has better per2 formance and m ore reliability with external circuit reduced.K ey w ords:asynchronous m otor;DSP;frequency conversion velocity m odulation;SPW M0　前言自从具有自关断能力的电力电子器件问世以了精选入选品位,在磨矿机处理能力相同时,可稳定提高精矿品位1%～2%。

基于DSP和SVPWM控制的变频调速系统设计及实现

２ＶＰＳＷＭ算法实现
ＳＷＭ控制技术是从电动机的角度出发，着ＶＰ眼于使电机获得幅值恒定的圆形磁场，即正弦磁通。它以三相对称正弦波电压供电时的理想圆形磁通轨迹为基准，用三相逆变器不同的开关模
陈粟宋
ＣＨＥＮＳｕｓｎ —ｏｇ
（顺德学院，佛山５８３）２３３
摘
要：本文运用电压空间矢量脉宽调￣（ＶＷ技术，开发了基于数字信号处理器芯片ＴＳ２Ｌ２０．ＩＰＭ）ＪＳＭ３０Ｆ４７的全数字矢量控制变频调速系统。文中对系统硬件设计和软件流程进行了研究分析，并进行
收稿日期：２１—１－０００２１
路各桥臂通断状态有八种。定义这８开关组合为种８－定的基本空间矢量，分别标记为Ｖ４１ｏ、４特（ｏ）
了电气控制实验。实验结果表明，该系统结构简单，控制精度高、输出波形谐波失真小、有
较强的实时性。
关键词：数字信号处理；空调适量脉宽调制；变频调速
中图分类号：Ｔ２．Ｍ９１２文献标识码：Ａ文章编号：１０）（一０１４０１９
数转换器，可以处理ｌ路模拟信号，一次Ａ／６Ｄ转换最小时间５０ｓ０可单独编程或复用的通用Ｉ０ｎ；４个／
ｏ引脚；５＇４外部中断；采用基于ＪＡＧ边界扫描的－Ｔ仿真技术；用于脉宽调制（ＷＭ）控制的两个事Ｐ件管理器，每个包含２通用定时器，３比较和个个

基于DSP的异步电机VVVF开环调速系统

运动操纵实验1.基于DSP的异步电机V/F开环调速系统2.基于DSP的转差频率操纵系统3.基于DSP的矢量操纵系统实验一基于DSP 的异步电机V/F 开环调速系统一、实验目的1. 了解以TMS320F2812为核心组成的全数字操纵异步电动机变频调速实验的硬件与软件组成。

2. 把握采纳空间矢量脉宽调制(SVPWM)的异步电机开环变频（VVVF ）调速系统的工作原理。

3. 了解CCS 软件的利用。

二、实验内容1.熟悉实验系统的组成结构，并在此基础上完成接线。

2.熟悉上位机进行变频调速操纵软件。

3.采用SVPWM 实现电机开环VVVF 变频调速实验。

4. 在上位机上改变频率与电压参数，操纵电机的转速。

三、工作原理1.异步电动机是一个机、电、磁综合体，大部份能量的交互是通过磁场完成。

在电机调速时,要维持电动机中每极磁通量m Φ为额定值不变，不然不但达不到希望的成效，乃至有可能损坏装置和电机。

铁磁材料特性呈非线性，磁通和电流的增加是不成比例的。

为了充分利用铁磁材料，电机额定工作时的磁通N 1Φ取在磁化曲线的临界饱和点。

当忽略定子绕组漏抗压降时，加在定子绕组上的电源电压：m Ns s k N f E U φ11144.4=≈变频调速时，若是单把频率f 1由额定频率f 1N 开始向频率降低的方向改变，而维持电压1U 不变，那么上式可知，电机的每极磁通m Φ将增大，励磁电流I m 也将增加。

若磁通m Φ增加1倍，那么电流m I 将增大几十倍，以至于在空载情形下也会使励磁电流m I 大于电机的额定电流I N ，这时大量的能量消耗在电机损耗上，使电机过热。

因此，交流调速时改变频率1f 时，必需协同调剂电压1U ，使磁通m Φ大体维持不变。

(1)基频以下调速时m Φ不变。

当频率1f 从额定值N f 1向下调剂时，必需同时降低电压1U ，使const f U =11。

低频时，电压值较小，定子漏磁阻抗压降所占比重增加，不能再忽略。

基于DSP的异步电机变频调速系统设计与应用

基于DSP的异步电机变频调速系统设计与应用解维坤1,彭侠夫2(1.中国电子科技集团公司第58研究所,江苏无锡214035;2.厦门大学,福建厦门361005)摘要:介绍了用于电机控制的芯片最新发展状况。

讨论了基于TM S320F2812的异步电机变频调速系统在空压机控制中的硬件设计。

详细介绍了各部分硬件电路的实现。

通过实践表明,该系统有较高的灵活性和稳定性,适合于复杂的无传感器矢量控制和直接转矩控制算法的实现。

关键词:异步电机;变频调速;空气压缩机中图分类号:TM301.24B TM343文献标识码:A文章编号:1673-6540(2008)09-0046-04Desi gn and Application of A synchronousM otor Variable Frequency and Speed R egul ation Syste m B ased on DSPX IE W ei-kun1,PENG X ia-fu2(1.China E lectron ics Technology G roup Co.,N o.58R esearch Instit u te,W ux i214035,Ch i n a;2.X ia m en Un iversity,X ia m en361005,China)Ab stract:T he ne w trends of the COM S ch i ps used i n m otor contro l was i ntroduced,the ha rd w are des i gn of a frequency contro l o fm otor speeds system used i n a ir compressor w it h TM S320F2812w as d i scussed,espec i a lly ana l y-zi ng the i m ple m entati on of the circu it.It proves t ha t this syste m has mo re fl ex i b ilit y and stab ilit y,and it i s good for m ak i ng the com pli cated contro lm ethods com e true.K ey word s:asyn chronou s motor;var i able frequen cy speed regu l ation;air compressors0引言目前,交流异步电机的变频调速技术发展很快,其控制芯片逐渐由单一MCU过渡到DSP+ M C U混合芯片;其控制方法也由简单的电压-频率(U-f)控制发展到空间矢量脉宽调制(SVP-WM)、矢量控制、直接转矩控制再到无传感器的矢量和直接转矩控制。

基于DSP的异步电动机SVPWM变频调速系统的研究的开题报告

基于DSP的异步电动机SVPWM变频调速系统的研究的开题报告一、选题背景现代工业领域中，异步电动机作为一种常用的传动方式，广泛应用于各种机械设备中。

而在电机调速系统中，电力电子变频器作为一种高可靠性、高效率、低噪音的控制方式，被越来越多地采用于异步电动机的控制中。

基于此，研究异步电动机SVPWM变频调速系统，对于提高电机控制的精度和效率有着重要的意义。

二、研究内容本研究主要内容包括以下两个方面：1.研究异步电动机的基本工作原理以及其控制方法，包括传统的开环控制方法和闭环控制方法，并对其进行对比分析。

2.基于DSP芯片设计一种SVPWM变频调速系统，实现对异步电动机的高精度控制。

该系统应具备以下几个方面的性能：控制精度高、控制速度快、运行稳定性好、控制能力强、抗干扰能力强等。

三、研究意义本研究的意义主要体现在以下两个方面：1.提高异步电动机控制的精度和效率，使其更好地满足现代工业领域对于高质量、低成本的控制需求。

2.为变频调速系统的研究提供参考，有助于推动电力电子控制技术的发展。

四、研究方法1.进行相关文献调研，阅读相关书籍，对异步电动机的基本原理和电力电子控制技术有深入的了解。

2.进行系统设计，包括硬件设计和软件设计。

其中，硬件设计主要包括选型、电路设计等，软件设计主要包括程序设计、参数设置等。

3.进行实验验证，对系统进行实验测试，验证其性能是否符合预期要求。

五、预期成果本研究的预期成果包括以下几个方面：1.设计出一种基于DSP芯片的异步电动机SVPWM变频调速系统，实现对异步电动机的高精度控制。

2.实现系统的实验验证，验证其控制性能和稳定性。

3.撰写研究报告，并在电机控制领域进行应用推广。

基于DSP的异步电动机SVPWM变频调速系统的设计

第2期　2009年2月工矿自动化　Industry and Mine Automation No.2　Feb.2009　文章编号:1671-251X (2009)02-0019-04基于DSP 的异步电动机SVPWM变频调速系统的设计谭国俊1,2,　张旭隆1,2,　曹言敬1,2,　李广超1,2(1.中国矿业大学信电学院,2.江苏省电力传动与自动化工程技术研究中心,江苏徐州　221008) 摘要:文章分析了电压空间矢量脉宽调制(SV PWM )的原理,设计了以DSP 芯片为控制器的SV PWM变频调速系统,介绍了该系统的硬件构成和软件实现,建立了系统的仿真模型,并用Matlab/Simulink 软件对该系统进行了仿真实验。

仿真结果证明,该系统启动快、超调小、稳态转矩脉动小,具有良好的静、动态性能。

关键词:异步电动机;变频调速;仿真;SV PWM ;DSP 中图分类号:TM343/921.51 文献标识码:ADesign of Frequency Conversion Speed Regulation System wit hSV PWM for Asynchronous Motor Based on DSPTAN Guo 2jun 1,2,　ZHAN G Xu 2long 1,2,　CAO Yan 2jing 1,2,　L I Guang 2chao 1,2(1.School of Information and Elect rical Engineering of CUM T.,Xuzhou 221008,China. 2.Elect rical Drive &Control Engineering Technology Research Center of Jiangsu Province ,Xuzhou 221008,China ) Abstract :The paper analyzed p rinciple of voltage space vector p ulse widt h modulation (SV PWM ),designed SV PWM frequency conversion speed regulation system which took DSP chip as cont roller ,int roduced hardware st ruct ure of t he system and it s software realization ,built up simulation model of t he system and t hen did simulation test to t he system wit h Matlab/Simulink software.The simulation result s confirmed t hat t he system had fast starting ,small overshoot and small steady 2state torque ripple ,as well as good static and dynamic performance.K ey w ords :asynchro nous motor ,frequency conversion speed regulation ,simulation ,SV PWM ,DSP 收稿日期:2008-09-17作者简介:谭国俊(1962-),男,贵州遵义人,博士,教授,博士生导师,1992年毕业于中国矿业大学,现主要从事电力电子与电气传动方面的研究工作,已发表文章七十余篇。

基于DSP的异步电机变频调速控制系统设计

基于DSP的异步电机变频调速控制系统设计异步电机变频调速控制系统是一种基于数字信号处理（DSP）技术的控制系统，用于控制异步电机的转速和负载扭矩。

该系统包括电源模块、变频器模块、DSP控制器、驱动器模块和反馈模块等几个主要部分。

首先，电源模块负责为整个系统提供电源，用于驱动异步电机。

变频器模块将来自电源模块的交流电源信号转换为直流电源信号，然后将其变频为与异步电机匹配的频率和电压。

这里的变频器模块可以选用交流调压器和PWM逆变器等，以实现对异步电机的调速控制。

其次，DSP控制器是该系统的核心部分，用于实时采样、计算和控制。

DSP控制器可以使用一款高性能的DSP芯片，它可以通过AD转换器采集来自反馈模块的电流和速度信号，并根据系统的设定值和控制算法实时计算出控制信号。

DSP控制器还可以通过数字输出接口将控制信号发送至驱动器模块。

驱动器模块负责将DSP控制器输出的控制信号转换为电机驱动信号，并将其传输至异步电机。

驱动器可以使用现场可编程门阵列（FPGA）或专门的驱动芯片，它可以根据控制信号控制电机的速度和扭矩。

最后，反馈模块用于获取电机的实时运行状态，并将其反馈给DSP控制器。

反馈模块可以包括电流传感器、速度传感器和位置传感器等。

这些传感器可以将电机的实际电流、速度和位置信息转换为DSP可读取的模拟信号，并通过模数转换器将其发送给DSP控制器。

在系统设计中，需要考虑以下几个关键问题。

首先是控制算法的设计，需要选择合适的控制算法来实现对电机转速和负载扭矩的精确控制。

常用的控制算法有比例积分微分（PID）控制算法和模糊控制算法等。

其次是系统的稳定性和实时性。

由于异步电机的特殊性，系统需要具备较高的稳定性和实时性，以保证电机的稳定运行。

最后是系统的抗干扰能力和可靠性。

在实际应用中，系统可能会面临各种外部干扰和电机本身的不确定性。

因此，系统需要具备一定的抗干扰能力和可靠性，以保证电机的正常运行。

综上所述，基于DSP的异步电机变频调速控制系统是一种基于数字信号处理技术的高性能控制系统，可以实现对异步电机的精确控制。

基于DSP的SVPWM电机变频控制研究

ｓｈｍｅｉａｉａｅｙｅｐｒｍｅｔ．ｃｅｓｖｌｔｂｘｅｉｎｓｄｄＫｅｗｏｄ：ｏｔｇｅｔｒＤＳｙｒｓｖｌｅｖｃｏ；ａＰ；ＳＶＰＷＭ
０引
言
的永磁磁极和定子上的磁极Ｎ、ｓ相互吸引，以同步运可动。因此，电机的控制就是控制施加在转子上的转矩，对而转矩的产生来自定子三相电流的变化。因此就要建立
ｃｎｕｄｌｅｌｒｅｓｅｄａｊｓａｌｓｏｅｏｔｒｎｔｅｐｐｒｈｒｏｔｌｃｅａｅｎＤＰ，ａｄｔｅｏｓｍｅｙｎａｇｐｅｄｕｔｅｃｐｆｂｍｏｏ．Ｉｈａｅ，ｔｅｅｉａｃｎｒｈｍｅｂｓｏＳｓｏｓｄｎｈ
ｐｌｔｎａｄｈｒｎｃｌｓｅ．ｔａｅａｏｔＯａｊｓｔｅｓｅｄｔｒｕ．ＩｃｎｌｄｓｈｔｓｇｖｌｇｐｃｅｔｒｕｓｉｎａｍｏｉｏｓｓＩｃｎｂｄｐｅｔｄｕｔｈｅｑｅｔｏｃｕｅａｉｏｔｅｓａｅｖｃｏａｏｄｐｏｔｕｎａ
的调速范围。本文设计了一种基于ＤＰ处理器的电机控制方案，用ＳＷＭ技术，Ｓ采ＶＰ通过实验证明了该方案的可
行性。关键词：电压矢量；ＤＰ；ＳＷＭＳＶＰ中图分类号：Ｔ９１・１Ｍ２５文献标识码：Ｂ
ｗｉｅｕｅｏｔｕｕｒｎａｏｉｓｉｏｖｒｅｎａｏｉｓｌｓｅｆｍｏｏｆｅｔｅｙｕｉｚｗｅｏｔｇｎｌｒｃｕｐｔｃｒｅｔｈｒｎｃｎｃｎｅｔｒａｄｈｒｎｃｏｓｓｏｔｒｅｆｃｉｌｔｉｐｌｄｍｍｖｌｅｏｒｖｌｅａｄａ

基于DSP的感应电动机SVPWM矢量控制调速系统

ＡｂｔａｔＶｅｔｒｅｎｍｌｔｃｎｌｇｓｓｒｃ：ｃｏｏｔｅｈｏｏｙｉｗｉｅｙｓｄｎｉｈｐｒｒｎｅｄｌｕｅｉｈｇ — ｅｆｍａｃＶａａｌｏｉｒｂｅＶｅｏｉｒｂｅＦｅｕｎｙｌｃｔＶａｉｌｒｑｅｃｙａ
ＤＵｉｙｎＺｈ — ｏｇ．ＷＡＮＧａ —ａｇ２Ｘｉｎｆｎ，３
（．ｎｎＭｅｈｎａａｄＥｅｔｃｌｎｉｅｒｇＣｌｇ，ｎｉｇ４３０，ｈｎ；１ＨｅａｃａｉｌｎｌｒａＥｇｎｅｉｏｌｅＸｉａ５０２Ｃｉｃｃｉｎｅｘｎａ
摘要：量控制技术作为交流异步电机控制的一种方式已成为高性能变频调速系统的首选方案．间矢量脉宽矢空调制（ｐｃｅｔｒｕｓＳａｅＶｃｏＰｌｅ￣ｉｔＭｏｕａｏ，ｄｈｄｌｉｎ简称ＳＰｔＶＷＭ）式因具有比ＳＷＭ调速方式更优异的性能而得到了，方Ｐ一泛应用。简要介绍了ＳＰＶＷＭ和矢量控制的基本原理，运用Ｔ３０Ｆ４７设计了一种简化的ＳＰＭＳ２Ｌ２０ＶＷＭ实现方法．并给出了变频调速系统的全数字化实现。通过对实际电机的控制实验结果表明，方法是切实叮行的．该且控制系统具有优良的动静态性能和较好的控制效果．因此应用前景广阔关键词：应电动机：量控制：变频调速／字信号处理器感矢数

基于DSP的感应电机SVPWM矢量控制系统

基于DSP的感应电机SVPWM矢量控制系统近年来沟通变频调速系统进展很快，已成为调速系统的主要讨论和进展方向。

1971年提出的矢量控制理论按照磁动势等效原则，应用坐标变换将三相系统等效为二相系统，再经过按磁场定向的同步旋改变换实现了定子励磁重量与转矩重量之间的解耦，从而达到对沟通电机的磁链和电流分离控制的目的。

这样就可将一台三相异步等效为直流电机来控制，因而获得了与直流调速系统同样的静、动态性能。

2 矢量控制的原理
矢量控制也称为磁场定向控制，其基本思路是模拟直流电机来控制，按照磁动势和功率不变的原则通过坐标变换，将三相静止坐标变换成两相静止坐标(即 Clarck变换)，然后通过旋改变换将两相静止坐标变成两相旋转坐标(即 Park变换),在 Park变换下将定子电流矢量分解成按转子磁场定向的两个直流重量iM ,iT(其中iM称为励磁电流重量, iT 为转矩电流重量)，并对其分离加以控制。

控制 iM就相当于控制磁通，而控制 iT就相当于控制转矩。

通过解耦，控制沟通电动机和控制直流电动机一样便利，图 1所示为矢量控制的结构框图。

3 空间矢量 SV的原理
空间电压矢量调制法是以三相对称正弦波电压供电时沟通电机的抱负磁通圆为基准，用不同的开关模式所产生的实际磁通去靠近基准圆磁通，并由它们比较的结果打算逆变器的开关状态，形成 PWM波形。

位于同一桥臂的功率管的导通状态是相反的。

当位于同一桥臂的上面的功率管导通时，下桥臂的功率管一定是关断的。

假设功率管导通状态为1，关断状态为0，我们只通过上桥臂功率管的开关状态（这里表示成开关向量[ a，b，c]T，可以推算出线电压向量[
及相电压向量
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基于DSP的异步交流电机变频调速控制系统

中国科技信息２００９年第６期ＣＨＩＮＡＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＩ州ＡＴＩＯＮＭａｒ．２００９基于Ｉ）ＳＰ的异步交流电机变频调速控制系统朱佳罗惠谦武汉理工大学自动化学院４５００７０介绍了一种基于ＤＳＰ交流电动机ＶＶＶＦ控制系统设计方豢，采用ＳＶＰＷＭ控制策略，具有过调制功能，当母线电压波动时，能使ＰＷＭ波形输出稳定，实验波形显示该系统具有较好的性能。

变频调速；电压空问矢量脉宽调毒ｊ；数字信号处理器ＡｐｒｏｐｏｓａｌｏｆｖａｒｈｂｌｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆＡＣｉｎｄｕｃｔｉｏｎｍｏｔｏｒｂａｓｅｄｏｎＤＳＰｉｓｐｒｅｓｅｎｔｄ．ＴｈｅｃｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍａｄｏｐｔｓＳＶＰＷＭｉｍｅｔｈｏｄｗｉｔｈｏｖｅｒＩｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｍａｎｄｃａｎｋｅｅｐＰＷＭｗａｖｅｆｏｒｍｏ；ｔｐｕｔｃｏｎｓｔａｎｔｉｎｏｆａＶｏｙａｇｅｓ∞ｐｔｙｖ讹ｔｉｏｎ．Ｔｈｅｅｘ鹏ｒｌｍｅｎｔａｌｌｗａｖｅｆｏｒｍｓｈｏｗｓｔｈｅｓｙｓｔｅｒｍｈａｓｇｏｏｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．ｆｒ戗ｌｕｅｒｃｙｃｏｎｔｒｏｌ；ＳｐａｃｅＶｅｃｔｏｒＰｕｂｅＷＫＩｔｈＭｏｄｕｈｔｉｏｎ（ＳＶＰＷＭ）；ｄｉｇｉｔａｌｓｉｇｎａｌｍｏｃｅｓ∞ｒ（ＤＳｐ）１引言目前在许多应用场合，往往需要精确的速度控制，而传统的以单片机为核心的控制系统，由于本身运算能力不强，指令效率低，外围电路结构复杂，使得交流电机的复杂控制的应用受到ｒ限制。

ＴＩ公司于１９９７年推出的专用于电机控制的ＴＭＳ３２０Ｆ２４Ｘ的ＤｓＰ处理器，集强大的运算能力与专用于电机控制的外设于一体，使这种需要成为了可能。

本控制系统充分利用了ＤＳＰ提供的各种功能，设计了结构简单的交流电动机ＶＶＶＦ控制系统，该系统用于驱动ＩＧＢＴ逆变器。

本文对Ｕ／Ｆ曲线的选择，ＳＶＰＷＭ的控制策略，母线电压波动时ＰＷＭ输出波形的补偿以及软件构成了重点讨论，并给出了实验波形。

基于DSP的异步电机SVPWM矢量控制系统研究与实现

关键词：SVPWM、异步电机、TMS320F2812、坐标变换
I
Abstract
With the development of science and technology, as well as the launch of the new power electronic devices and microprocessors, the technology of AC motor control has made great progress in recent years. AC motor has gradually replaced the application of DC motor in various fields of the national economy for its excellent speed control performance and highly efficient energy-saving effect. Compared with the DC motor, the variable frequency control system has incomparable speed control precision, speed range and faster response speed based on asynchronous motor vector control, and it has become a hot spot of research for domestic and overseas scholars. This thesis mainly studies and explores the AC asynchronous motor control principle, put forward a system software and hardware design project centering on TI's motor control chip TMS320F2812 DSP, which achieves the AC asynchronous motor vector control through the combining of the technology of Space Vector Pulse Width Modulation (SVPWM) .First of all, this paper analyzes the research background of the AC motor speed control and its current research status and development tendency at home and abroad. Then, combining with the AC motor speed control principle, the paper derives the equivalent mathematical model of the three-phase asynchronous motor. On this basis above, coordinate transformation process, including the three-phase to two-phase transform and stationary phase-rotation orthogonal transformation, is analyzed in detail, after understanding the basic principles of SVPWM control technology, we put forward a realization method of SVPWM vector control. And then this paper completed the hardware circuit design (including the main circuit,detection and protection circuit, etc.) and software design of the control system of 250W asynchronous motor based on DSP. Finally, performance of the control system is tested and analyzed, the running result not only shows that the control system can realize the SVPWM vector control, but also proves the efficiency and reliability of the system. And the experimental results and problems appearing in the experiment are analyzed and discussed, which lays the foundation for follow-up research and developing higher performance of motor control system.

基于DSP的SVPWM交流调速系统研究与设计

基于DSP的SVPWM交流调速系统研究与设计
黄健仓
【期刊名称】《中国港湾建设》
【年(卷),期】2012(000)003
【摘要】异步电动机具有结构简单、运行可靠、维护方便等特点,随着电力电子器件、微处理器以及控制技术的发展,交流调速的应用也越来越广泛.文中针对交流异步电机变频调速控制系统进行了研究和探讨,提出了相应的软、硬件设计方案,以TI 公司的电机专用控制芯片DSP TMS320LF2407A为控制核心,采用空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)的控制方法,实现了对交流异步电机变频调速控制,从而使交流电机运行精度得到很大提高.
【总页数】4页(P84-87)
【作者】黄健仓
【作者单位】中交一航局安装工程有限公司,天津300457
【正文语种】中文
【中图分类】TM921.2
【相关文献】
1.基于SVPWM的永磁同步电机交流调速系统的实验研究 [J], 王艾萌;孙鹏纬;付超;尹永雷
2.基于SVPWM的交流调速系统仿真 [J], 郁琰
3.基于DSP控制的SVPWM交流调速系统 [J], 刘志强;张腾飞
4.一种基于软开关技术的交流调速系统逆变电路的研究与设计 [J], 王宏;王子成;崔
光照
5.基于DSP与基于dSPACE生成SVPWM波的比较研究 [J], 严洁;顾建良;阮毅因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。