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基于DSP的三相SPWM变频电源的设计

基于DSP的三相SPWM变频电源的设计

点击数:7815 次   录入时间:03-04 11:42:34   整理:http://www.55dianzi.com   DSP/FPGA技术

  当k为偶数时代表顶点采样,k为奇数时代表底点采样。

  SVPWM算法实现过程:

  利用F28335内部的事件管理器模块的3个全比较单元、通用定时器1、死区发生单元及输出逻辑可以很方便地生成三相六路SPWM波形。实际应用时在程序的初始化部分建立一个正弦表,设置通用定时器的计数方式为连续增计数方式,在中断程序中调用表中的值即可产生相应的按正弦规律变化的SPWM波。SPWM波的频率由定时时间与正弦表的点数决定。

  SVPWM算法的部分代码如下:

程序

  PID调节算法

  在实际控制中很多不稳定因素易造成增量较大,进而造成输出波形的不稳定性,因此必须采用增量式PID算法对系统进行优化。PID算法数学表达式为

Upresat(t)= Up(t)+ Ui(t)+ Ud(t)

  其中,Up(t)是比例调节部分,Ui(t)是积分调节部分,Ud(t)是微分调节部分。

  本文通过对A/D转换采集来的电压或电流信号进行处理,并对输出的SPWM波进行脉冲宽度的调整,使系统输出的电压保持稳定。

  PID调节算法的部分代码如下:

程序

  频率检测算法

  频率检测算法用来检测系统输出电压的频率。用TMS320F28335片上事件管理器模块的捕获单元捕捉被测信号的有效电平跳变沿,并通过内部的计数器记录一个周波内标频脉冲个数,最终进行相应的运算后得到被测信号频率。

  实验结果

  测量波形

  在完成上述硬件设计的基础上,本文采用特定的PWM控制策略,使逆变器拖动感应电机运行,并进行了短路、电机堵转等实验,证明采用逆变器性能稳定,能可靠地实现过流和短路保护。图8是电机在空载条件下,用数字示波器记录的稳态电压波形。幅度为35V,频率为60Hz。

不规则采样法生成SPWM波原理图

图7 不规则采样法生成SPWM波原理图

输出线电压波形

图8 输出线电压波形

   测试 数据

  在不同频率及不同线电压情况下的 测试 数据如表1所示。

表1 不同输出频率及不同线电压情况下实验结果

不同输出频率及不同线电压情况下实验结果

  结果分析

  由示波器观察到的线电压波形可以看出,波形接近正弦波,基本无失真;由表中数据可以看出,不同频率下,输出线电压最大的绝对误差只有0.6V,相对误差为1.7%。

  结束语

  本文设计的三相正弦波变频电源,由于采用了不对称规则采样算法和PID算法使输出的线电压波形基本为正弦波,其绝对误差小于1.7%;同时具有故障保护功能,可以自动切断输入交流电源。因此本系统具有电路简单、抗干扰性能好、控制效果佳等优点,便于工程应用,具有较大的实际应用价值。



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