基于TM320F28335的三电平优化SVPWM算法研究

摘要

异步电机的变频调速技术被广泛应用于铁路、石油、钢铁、机器人和军工等领域，是近年来国内外学者们一直研究的热点。在变频调速系统中使用数字信号处理芯片来实现空间矢量脉宽调制（SVPWM）算法以控制逆变器中开关管的导通与关断，从而输出可以变压、变频的波形作为异步电机的供电电源，这不仅可以提高设备的使用周期还能够节约电能，减少污染。然而，以往的变频调速系统使用的控制芯片运算精度较低，采用的传统的SVPWM算法需要较大的运算量且占用不必要的存储空间，从而导致变频调速系统运行效率不高，控制精度较差。因此使用一款运算精度更高的芯片来实现优化的SVPWM算法具有重要的理论研究意义和实用价值。
　　为提高系统的实时性、灵活性和计算效率等性能，本文使用控制精度较高的 DSP F28335芯片来实现600坐标系的三电平SVPWM算法。为了实现优化的三电平SVPWM算法，本文首先分析了二极管箝位型三电平逆变器主电路的拓扑结构和开关状态，以及900坐标系三电平SVPWM算法，在此基础上，深入研究了600坐标系下三电平SVPWM算法。然后比较分析了900坐标系SVPWM算法和600坐标系SVPWM算法，诠释了600坐标系下SVPWM算法简化了三角函数的计算这一观点。之后为了避免在Simulink仿真时计算量过大和占用较多的存储空间这些问题，在s函数中用C语言编写600坐标系三电平SVPWM算法程序。最后根据对仿真结果的分析，将s函数中的算法程序移植到DSP F28335中，用DSP F28335实现该算法。在对电机的运行参数进行采样处理时，为了避免出现数据溢出，数据运算精度低等问题，采用标幺化方法处理数据。用示波器观察DSP F28335芯片各引脚输出的波形皆为稳定正确的三电平SVPWM波。用DSP F28335实现600坐标系的三电平 SVPWM算法解决了之后变频调速系统设计中的主要问题，为变频调速系统的设计打下了良好的基础。

目录

声明

1绪论

1.1课题的研究背景和意义

1.2国内外研究现状及发展趋势

1.3课题主要研究内容

2三电平逆变器工作原理

2.1引言

2.2主电路分析

2.3本章小结

3三电平SVPWM算法

3.1引言

3.2异步电机数学模型

3.3 900坐标系下SVPWM算法

3.4 600坐标系下SVPWM算法

3.5本章小结

4 MATLAB系统仿真

4.1引言

4.2 MATLAB仿真

4.3仿真结果及分析

4.4本章小结

5 DSP F28335实现

5.1引言

5.2开发环境简介

5.3软件分析

5.4软件实现（七段法）

5.5测试结果

5.6本章小结

6总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献