基于DSP的异步电机变频调速器的研制

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近年来,交流电机变频调速及其相关技术的研究已成为现代电气传动领域的一个重要课题。随着半导体技术的快速发展,特别是数字信号处理器(DSP)的出现,以及精确的异步电机模型和各种先进的控制策略的提出,全数字化调速系统已成为发展的趋势和目标。其中异步电机的矢量控制以其优良的性能成为目前实际应用最为广泛的调速方法。   异步电机的矢量控制系统是在电机的双轴理论、机电能量转换理论和坐标变换理论的基础上发展起来的,其思想就是通过坐标变换,将异步电机数学模型的定子电流矢量分解为按转子磁场定向的两个直流分量并分别加以控制,从而实现磁通和转矩的解耦控制,达到独立控制电机转矩的效果。   本文应用矢量控制的原理,以电机控制专用DSP芯片TMS320F2812为核心,设计出基于矢量控制的异步电机变频调速系统。本文设计了整个硬件电路(整流电路及IGBT逆变电路)和控制电路(以DSP芯片为核心的控制电路,以及光电隔离驱动电路和电流转速检测电路)。软件方面,采用DSP/BIOS作为变频调速系统的实时操作系统,来编写各算法程序,对硬件资源的控制更加容易,协调各个软件模块更灵活,大幅加快软件的开发、调试进度。最终实验证明,以DSP/BIOS实时操作系统为主体,同时采用电压空间矢量法(SVPWM)来实现对异步电机的控制,开发周期短,调试方便,控制更加灵活。该调速系统为进一步进行变频调速系统性能优化和算法的改进提供了良好的平台。
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