tkrf-2 dsp控制变频调速实验系统

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1、目录实验一三相异步电机变频调速实验……………………………………………………………1实验二磁场定向控制（FOC）变频调速实验…………………………………………………15实验三直接转矩控制（DTC）变频调速实验…………………………………………………196实验一三相异步电机变频调速实验一、实验目的1、熟悉变频调速装置的基本组成及其原理；2、掌握SVPWM的基本原理；3、观察变频调速装置的主要控制波形。二、预习要点1、分析掌握三相异步电机工作原理；2、掌握SVPWM产生原理;3、了解异步电机控制方法。三、实验项目1

2、、测取SVPWM波形四、实验方法1、实验设备序号型号名称数量1TKRF-2DSP控制变频调速实验系统1台2DQ10三相鼠笼式异步电动机1台3TKDFZ-1DSP专业仿真器1台4DQ03-1不锈钢电机导轨、光码盘测速系统1件5DQ33磁粉制动器1件6DQ34磁粉制动器加载控制系统1件7示波器（自备）1台2、实验原理图1-1系统框图1)SVPWM的介绍SpaceVectorPWM(SVPWM）译成中文是电压空间矢量PWM。SVPWM是把PWM6逆变器与电机看成一体，作为执行机构，着根于如何产生恒定的圆形磁场。

3、由于交流电动机需要输入三相正弦电流的最终目的是在电动机控制下形成圆形旋转磁场，从而产生恒定的电磁转矩，而SVPWM就是着根于如何产生恒定的圆形磁场，其控制电机效果比以往的SPWM更好。2)空间矢量定义（1）电压空间矢量图1-2电压空间矢量uA0，uB0，uC0为相定子电压空间矢量。ABC坐标表示在空间静止的电动机三相绕组的轴线。电动机正常运行时，向A,B,C通入三相相位差120°的正弦电压，相当于uA0，uB0，uC0沿A,B,C方向其幅值随时按正弦规律波动，就这三相定子电压空间矢量uA0，uB0，uC0

4、矢量相加得到的合成空间us是以电压频率旋转，幅值不变。我们知道了，交流电机通入的相位相差120°的三相正弦电压其实质就是产生了在电机控制的以电压频率旋转，幅值为角相电压的3/2倍，我们所要控制的也就是这个矢量的旋转速度和其幅值，以达到控制电机的目的。（2）电压与磁链空间矢量的关系电机旋转的实质是电机空间存在旋转磁链空间矢量，而我们可控量是电压空间矢量，故我们需要找出电压空间矢量与磁链空间矢量的关系。用合成空间矢量表示的定子电压方程式为：us：定子三相电压合成空间矢量；Is：定子三相电流合成空间矢量；s：定

5、子三相磁链合成空间矢量；由于电机在旋转时，定子电阻压降很低，可以忽略，故上述式可写成：由此得出定子磁链旋转矢量可用下式表示：jm是磁链js的幅值，w1是其旋转角速度。由式可得6由上式可知，当磁链幅值jm一定时，us的大小与w1成正比，其方向与磁链矢量正交，即磁链在圆的切线方向。磁链在空间旋转一周，电压矢量也在空间上旋转2p，其轨迹与磁链圆重合。当频率一定时，增量us也就增大jm。故电机旋转磁场的轨迹问题就可以转化为电压空间矢量的运动轨迹问题。3)SVPWM的原理A.基本电压矢量首先我们了解一些三相逆变器主

6、电路。图1-3三相逆变器三组开关管不同的开关状态组合可以使A,B,C三点的电压出现8中状态，我们把上臂导通，用数字“1”表示，下臂导通用数字"0"表示，则8中状态表示为000、001、010、011、100、101、110、111这8种状态在电机三相定子绕组坐标上对应的矢量。A,B,C三相电压组成互相间隔120°的三相坐标系，这样就产生了三个基本矢量，那就是001，010，100。两个两个相互组合又可以产生三个基本矢量，就是011，110，101。三相同时高或同时低可以产生两个无效矢量，000，111。这

7、些矢量对于的空间位置如下如所示。图1-4矢量空间位置B.任何角度向量的产生现在我们就来看看如何产生近似圆形的旋转磁场。首先我们需要能产生任意角度的向量，再按一定的时间间隔，增加输出向量的角度，只要每次增加的角度足够小，就能产生接近圆形的旋转磁场。我们前面介绍的都是在三相定子绕组坐标上，为了简化，我们把它们转化为两相坐标。这就是电机控制中著名的charbe变换，也称为3/2变换（见前面的charbe变换）6故可③在三相逆变器中，我们控制的是三相桥，我们可以输出8种开关状态，我们需要得出各种开关状态对应输出的

8、线电压的相电压（uDC为直流侧电压）。当输出为100时，uAB=uDC,uBC=0,uCA=-uDC可以推导出，三相逆变器输出的线电压矢量与开关状态矢量关系为④由③④两式可得各个开关量与相电压在0坐标系的对应关系abcuaub矢量符号00000O000100uDC0u0110uDCError!Nobookmarknamegiven.u60010-uDCu120011-uDC0u180001uDCu240101uDCu30011