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1、电气传动自动化技术与应用2005年第24卷第4期ElectricalTransmission一种基于DSP的SVPWM实现高锋阳,庄圣贤,张永春(西南交通大学电气工程学院,四川成都610031)摘要:本文对空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)的原理进行了分析,在基于DSP的交流电机调速试验台上对空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略给予了实现。用TMS320LF2407A数字信号处理器的硬件结合软件实现方法控制逆变器进行交流电机调速实验,通过实验验证了空间矢量正弦波脉宽调制算法的一些优点及其交流电机控制中的优
2、良性能。关键词:数字信号处理器;空间矢量脉宽调制;逆变器中图分类号:TM92151文献标识码:A文章编号:1003-7241(2005)04-0069-04TheImplementationofSVPWMBasedonDSPGAOFeng_yang,ZHUANGSheng_xian,ZHANGYong_chun(SchoolofElectricalEngineering,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,China)Abstract:Inthispaper
3、,animplementationmethodofSVPWM(spacevectorpulsemodulation)basedonDSPispresented.TheprincipleofSVPWMisfirstlydiscussed,andthenanalyzedindetail.Finally,theSVPWMisappliedtotheinductionmotordrivesusingTNS320LF2407A.Theexperimentalresultsverifytheadvantagesandgoo
4、dperformanceoftheSVPWM-basedIMdrives.Keywords:DSP;SVPWM;Inverter[2]1引言2SVPWM原理随着电力电子器件和微处理器的发展,脉宽调制(PWM)逆空间矢量脉宽调制技术从三相输出电压的整体效果出发,变器在电气传动中得到了越来越广泛的应用。如何确定PWM使得输出电流波形尽可能接近于理想的正弦波形。由于理想情逆变器件的开关时间,有许多不同的技术,如应用较多的正弦脉况下,空间电压矢量为圆形旋转矢量,而磁通为电压随时间的积宽调制(SPWM)及相对较新的空
5、间电压矢量脉宽调制(SVPWM)分,因此也是圆形的旋转矢量。如果忽略电机定子绕组电阻,当等。而在众多的脉宽调制技术中,SVPWM是一种优化的PWM定子绕组施加三相理想正弦电压时,由于电压合成空间矢量为技术,能明显减小逆变器输出电流的谐波成分及电动机的谐波等幅旋转矢量,故气隙磁通以恒定角速度旋转,轨迹为圆形。在损耗,降低脉冲转矩,且其控制简单,数字化实现方便,电压利用图1所示三相电压逆变器电路中,由于逆变器的开关是由自关率高,已有取代传统SPWM的趋势。为了保证SVPWM算法的高断器件构成的,而且每相桥臂的开关器
6、件是互锁的,因而六个开性能,往往需要将控制周期缩短到几百微秒甚至几十微秒之内,关器件的工作状态并不完全独立,实际上只有三个独立变量。[1]单片机的运算速度已经无法满足要求。由于DSP具有独特这样逆变器可以用三个单刀双投开关Sa、Sb和Sc表示。的优点使它特别适用于算法复杂的高性能交流调速控制场合。现在我们观察逆变器的输出情况。并定义开关函数Sa,Sb,本文在对空间电压矢量PWM的原理进行分析的基础上,用Sc,S(a,b,c)=1代表上半桥臂导通,当S(a,b,c)=0代表下半桥TMS320LF2407A数字信号
7、处理器的硬件结合软件实现方法进行了实验。臂导通。对于180导通型逆变器来说,三相桥臂的开关只有8个导通状态,包括6个非零矢量和2个零矢量,其中Ua,Ub,Uc收稿日期:2004-08-31与桥臂的通断有如下关系:TechniquesofAutomation&Applications
8、69自动化技术与应用2005年第24卷第4期电气传动ElectricalTransmissionUa2-1-1a近圆形。这就是SVPWM原理的基本出发点。例如:当旋转磁通1Ub=E-12-1b(1)位于图2所示的I区时,
9、用两相邻的电压矢量合成,并按照伏秒3Uc-1-12c平衡的原则,得T6U6+T4U4+T0U0=TsUout(4)式中,Tn为对应电压矢量Un作用时间;Ts为采样周期;Uout为合成电压矢量。在上述SVPWM的控制思想指导下,要有效的控制磁通轨迹,必须解决三个题:(1)如何选择电压矢量,判断所要产生的电压矢量即给定电压矢量所属扇区,选择产生上述给定电压矢量所需要的工作电压矢量;(2)确
