基于TMS320F2812的异步电动机变频调速系统及低速性能改善

摘要

近年来，随着新一代电力电子和微处理器的发展，交流变频调速系统得到了越来越广泛的应用。由于现代电力电子装置正在向高频化发展，开关频率的不断提高使得开关死区对逆变器输出电压和电流的影响越来越严重，本文结合异步电机的SVPWM控制算法，以高性能数字信号处理器(TMS320F2812)为硬件平台设计出了变频调速系统，实现对信号的采集和处理、系统保护以及电机调速，并对死区效应进行了分析和有效的补偿。 本文分析了变频调速的基本原理和异步电机的控制策略，采用先进的SVPWM技术，该技术能够减少输出电流的谐波，降低转矩脉动，提高电压的利用率。该系统以TI公司新推出的芯片TMS320F2812型DSP为控制核心，设计出了系统的主电路、控制电路以及保护电路；在此基础上分析了死区效应的影响，介绍了多种死区补偿的方法，并采用一种常用的脉冲时间补偿方法进行补偿，通过实验验证此方法，另外本文还采用了一种先进的预测电流的补偿方法，通过仿真验证此方法谐波分量小，抗干扰性好，动态响应快，有效地消除电流嵌位现象，具有很高的可行性。

目录

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第一章绪论

1.1 引言

1.2交流变频调速技术的发展

1.2.1 电力电子技术的发展

1.2.2控制策略的发展

1.2.3脉宽调制(PWM)技术的发展

1.2.4数字控制技术的发展

1.3研究目标和内容

第二章基于TMS320F2812的变频调速系统的硬件设计

2.1 引言

2.2变压变频调速的基本原理

2.2.1基频以下调速

2.2.2基频以上调速

2.2.3正弦脉宽调制原理

2.3 电压空间矢量PWM(SVPWM)调制法原理

2.3.1 电压空间矢量法的基本原理

2.3.2 电压空间矢量法的实现方法

2.4主电路设计

2.4.1整流二极管的选择及IGBT的选

2.4.2缓冲电路

2.4.3滤波电容的选择

2.4.4驱动电路设计

2.5控制电路设计

2.5.1 电源电路设计

2.5.2检测电路设计

2.5.3转速给定电路设计

2.6保护电路设计

2.6.1 电压电流保护电路

2.6.2过热保护电路设计

2.7小结

第三章基于TMS320F2812的PWM实现及死区补偿

3.1 引言

3.2基于DSP28 12的SVPWM生成方法

3.2.1TMS320F28 12的特点简介

3.2.2TMS320F28 12的事件管理器

3.2.3基于DSP28 12的SVPWM实现方法及实验波形

3.3死区补偿算法原理

3.3.1 开关死区效应的影响

3.3.2开关死区的基本补偿方法及实验结果

3.3.3开关死区的电流预测补偿方法

3.3.4 电流预测补偿方法的仿真实现及结果

3.4小结

第四章系统的软件实现

4.1 引言

4.2TMS320F28 12的软件编程特点

4.3标么化模型和数字定标

4.3.1标么化模型

4.3.2数字定标

4.4主程序

4.4.1系统控制流程

4.4.2 PWM中断程序设计

4.5小结

第五章实验平台与系统调试

5.1 实验平台和实验对象

5.2系统调试

第六章总结与展望

6.1 总结

6.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表过的论文

攻读硕士学位期间所参与的项目

致谢