智能变频器是电气自动化与智能化控制工程中的重要设施,涉及到控制学、电气学、电子学、计算机学、人工智能学等许多相关学科理论与技术的交叉融合应用,因此研究与设计高性价比的智能型变频器,不仅具有学术研究价值,而且亦具有实际应用价值。 本文在研究与设计智能变频器的硬件与软件中,精心策划系统的智能硬件设施与智能软件设施:设计了以数字信号处理器DSP(Digital Signal Processer)和智能功率模块IPM(Intelligent Power Module)为核心的硬件;设计了基于改进型BP-NN(Back Propagation-Neural Network)控制技术与PID(Proportion Integral Differential)控制技术优化结合以及扩展卡尔曼滤波EKF(Extend Kalman Filter)算法技术的软件。 硬件设计主要包括主回路、控制电路、保护电路、通信接口电路等电路的设计;软件设计主要包括运用C语言和汇编语言混合编程的主程序、控制模块子程序、控制器区(局)域网CAN(Controller Area Network)总线通信子程序、中断服务子程序等程序软件的设计。 考虑到系统“良好的可靠性和电磁兼容性设计”的技术要求是首要的甚至是苛刻的,本文特别将追求系统具有良好的可靠性和电磁兼容的设计思想贯穿于研制之始终,并且通过采用屏蔽、滤波、接地等措施来抑制处理干扰。 文中还对变频器的主要负载三相异步电动机的等效数学模型及其磁场定向控制FOC(Field Orient Control)(亦称矢量控制)方式与实现方法进行了细致研究,其中着重研究了矢量坐标变换和空间矢量PWM(Pulse Width Modulation)的生成方式。 整个系统在先进的仿真设施环境下进行了仿真实验,仿真实验结果表明:系统运作的快速性、准确性、鲁棒性、可靠性、抗干扰性等性能特征均令人满意。