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基于DSP的电压源型矢量控制变频器的研究开发

赵海东  
【摘要】: 矢量控制技术一诞生,就以新颖的控制思想,优良的动静态性能受到了普遍的关注并得到迅速的发展。本文研究的就是采用DSP为控制核心的电压源型矢量控制变频器的控制系统。 矢量变换控制是以交流电动机的双轴理论为依据,在同步旋转坐标系中把定子电流矢量分解为两个分量:一个分量与转子磁链矢量重合,称为励磁电流分量;另一个分量与转子磁链矢量垂直,称为转矩电流分量。通过控制定子电流矢量在旋转坐标系的位置及大小,即可控制励磁电流分量和转矩电流分量的大小,实现像直流电动机那样对磁场和转矩的解耦控制。本文研究分析了转差频率型矢量控制和基于无功功率的无速度传感器矢量控制。 通过深入分析空间矢量的调制与过调制,本文提出了一种基于DSP的矢量控制实施方案。详细介绍了系统的软硬件设计,给出了电路原理图和软件模块的设计原理和调用方法。 现代电力电子装置正在向高频化发展,在不增加硬件投资的情况下,采取一种能降低开关损耗的控制方法对提高整个装置的效率是很有意义的。本文深入研究了一种基于电压空间矢量的最小开关损耗PWM技术,给出了准优化方法和二相优化方法的相电压调制函数,并在理论分析的基础上,通过仿真实验,对两种减少开关损耗的方法和调制与过调制进行了分析。分析表明二相调制方法相对于准优化方法减少开关损耗近30%,空间矢量的调制与过调制可以大大的提高直流母线电压的利用率。 实验证明本文提出的基于DSP的电压源型矢量控制变频器的软硬件设计是成功的,其结构简单,性能良好,为今后开发高性能的矢量控制系统奠定了良好的基础。


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