基于DSP的转差频率矢量控制变频调速系统实现

摘要

目前变频器不但广泛应用于工业控制中，而且几乎扩展到了工业生产的所有领域。变频器技术也推动了生物医学工程领域的长足发展，被广泛应用于各种医疗仪器中如CT机、核磁共振MRI等，极大地提高了医疗仪器的性价比。因此，研究高性能的变频器系统对推动生物医学工程领域的发展有着重要的意义。 本文详细介绍了基于DSP的转差频率矢量控制变频调速系统实现，采用转差频率矢量控制方法，全文重点介绍了系统设计过程中所涉及的硬件及软件设计。 首先，介绍矢量控制基本思想和目前广泛应用于变频调速中的PWM技术，正是这些理论上的发展进步才推动变频器的不断前进。利用matlab7.0下的Simulink仿真工具箱，对转差频率矢量控制系统进行了软件仿真，并详细分析了软件仿真结果。详细介绍了系统设计过程中所涉及的硬件系统，包括主回路、驱动电路、控制电路和反馈回路。其中控制电路采用高可靠性、高精度的TMS320LF2407DSP评估板，电流反馈采用高灵敏度的霍尔电流传感器。接着讨论了系统实现过程中的软件设计，包括主程序设计和中断子程序设计。其中中断处理子程序包括A/D转换、PI调节器设计、转角计算、电流计算、电流滞环比较输出六路。PWM环节。最后对实验结果进行了透彻地分析，研究了系统的动态响应特性。 本文设计的变频器系统具有硬件电路简单、控制方法简单、控制全数字化设计和易于实现等优点。实验结果证明电机启动平稳，具有较好的调速性能及动态响应特性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1变频器发展现状

1.1.1器件的发展

1.1.2控制方法的发展

1.2课题设计方法

1.2.1软件仿真

1.2.2硬件实现

1.3课题研究的目的、意义和任务

1.4小结

第二章矢量控制原理及PWM技术

2.1变频器调速原理

2.2矢量控制基本思想

2.3矢量控制原理

2.3.1 Clark克拉克变换

2.3.2 Park变换

2.4脉宽调制技术

2.4.1 SPWM技术

2.4.2 SVPWM技术

2.5 小结

第三章转差频率矢量控制系统及其仿真模型

3.1变频调速系统框架

3.2高开关频率的电流滞环比较器

3.3转差频率矢量控制系统

3.4控制系统的Simulink仿真

3.4.1仿真系统模型及参数设定

3.4.2仿真结果

3.4.3结论分析

3.5小结

第四章系统硬件设计

4.1主回路设计

4.1.1交-直变换电路

4.1.2直-交变换电路

4.2驱动电路设计

4.2.1故障检测电路

4.2.2死区电路

4.2.3基于EXB841的IGBT驱动电路设计

4.3控制电路设计

4.3.1 TMS320x240x系列DSP概述

4.3.2 TMS320LF2407DSP主要应用

4.3.3 TDS2407EA的主要特征

4.3.4 TDS2407EA的功能概述

4.4反馈回路设计

4.4.1电流反馈回路

4.4.2速度反馈回路

4.5本章总结

第五章控制系统软件设计

5.1主程序设计

5.2 DSP中断系统

5.3中断程序设计

5.3.1 PI调节器

5.3.2转角计算

5.3.3电流计算

5.3.4电流滞环比较

5.4资源配置文件

5.5软件设计调试经验

5.6小结

第六章实验结论及总结

6.1实验结论

6.2设计总结

参考文献

致谢