基于DSP的SVPWM逆变器的研究.doc文档12页在线下载

如果观察这站在铁心上与坐标系在起旋转，他所看到的便是台直流电相坐标系下的在两相坐标系下的和在旋转两相坐标系下的直流，是等效的再看图中的两个匝数相等且互相垂直的绕组和，其中分别通以直流电流产生合成磁动势，其位置相对于绕组来说是固定的。

如果让包含两个绕组在内的整个铁心以同步转速旋转，则磁动势自然也随之旋转起来，成为旋转磁动势。

把这个旋转磁动势的大小和转速也控二〇二年四月三日星期二制成与图和图中的磁动势样，那么这套旋转的直流绕组也就和前面两套固定的交流绕组都等效了。

由此可见，以产生同样的旋转磁动势为准则，图的三相交流绕组图的两相交流则，图的三相交流绕组图的两相交流绕组和图中整体旋转的直流绕组彼此等效。

或者说，在三么这套旋转的直流绕组也就和前面两套固定的交流绕组都等效了。

把这个旋转磁动势的大小和转速也控二〇二年四月三日星期二制成与图和图中的磁动势样，那部分内容简介与图的三相绕组等效。

再看图中的两个匝数相等且互相垂直的绕组和，其中分别通以直流电流产生合成磁动势，其位置相对于绕组来说是固定的。

如果让包含两个绕组在内的整个铁心以同步转速旋转，则磁动势自然也随之旋转起来，成为旋转磁动势。

把这个旋转磁动势的大小和转速也控二〇二年四月三日星期二制成与图和图中的磁动势样，那么这套旋转的直流绕组也就和前面两套固定的交流绕组都等效了。

由此可见，以产生同样的旋转磁动势为准则，图的三相交流绕组图的两相交流绕组和图中整体旋转的直流绕组彼此等效。

或者说，在三相坐标系下的在两相坐标系下的和在旋转两相坐标系下的直流，是等效的，它们能产生相同的旋转磁动势。

有意思的是就图的，两个绕组而言，当观察者站在地面看上去，它们是与三相交流绕组等效的旋转直流绕组如果跳到旋转着的铁心上看，它们就的确是个直流电机模型了。

这样，通过坐标系的变换，可以找到与交流三相绕组等效的直流电机模型现在的问题是，如何求出等效关系，这就是坐标变换的任务三相两相变换变换现在先考虑上述的第种坐标变换在三相静止绕组和两相静绕组之间的变换，或称三相静止坐标系和两相静止坐标系间的变换，简称变换。

图中绘出了和两个坐标系，为方便起见，取轴和轴重合。

设三相绕组每相有效匝数为，两相绕组每相有效匝数，各相磁动势为有效匝数与电流的乘积，其空间矢量均位于有关相的坐标轴上。

由于交流磁动势的大小随时间在变化着，图中磁动势矢量的长度是随意的。

设磁动势波形是正弦分布的，当三相总磁动势与二相总磁动势相等时，两套绕组瞬时磁动在轴上的投影都应相等，并考虑坐标变换原则，令二〇二年四月三日星期二图图果电机三相定子绕组是形不带零线接法，即则也可以由任意两相电流得到这时的变换式只需把式代入式即可。

两相两相旋转变换变换从上图等效的交流电机绕组和直流电机绕组物理模型的图和图中从两相静止坐标系到两相旋转坐标系，变换称作两相两相旋转变换，简称变换，其中表示静止，表示旋转，并记轴和轴之间的夹角为ϕ把两个坐标系画在起，即得图则同步旋转坐标系中轴向电流分量与坐标系中轴向电流分量的转换关系为其逆矩阵为变换，即基于上面表述，在三相坐标系下的定子交流电流，通过三相两相变，可以等效成两相静止坐标下的交流电流在通过按转子磁场定向的旋转变换，可以等效成同步旋转坐标系下的直流电流，。

如果观察这站在铁心上与坐标系在起旋转，他所看到的便是台直流电机，原交流电机的转子总磁通就是等效的直流电机的磁通，绕组相当于电机的励磁绕组，相当于励磁电流，轴相当于伪静止的电枢绕组，相当于与转矩成正比的电枢电流。

既然感应电机经过坐标变换可以等效成直流电机，那么，模仿直流电机的控制方法，求得直流电机的控制量，经过相应的坐标变换，是不是就能够控制异步电机这就是矢量变换控制的最初构想。

矢量变换控制的原理交流异步电机的数学模型是个高阶非线性强耦合的多变量系统，为了便于对电机进行分析研究，有必要对实际电机进行如下假设，抽象出理想化的电机模型忽略空间谐波，设三相绕组对称，在空间互差电角度，所产生的磁动势沿气隙周围按正弦规律分布忽略磁路饱和，各绕组的自感和互感都是恒定的忽略铁心损耗二〇二年四月三日星期二不考虑频率变化和温度变化对绕组电阻的影响。

在上述假设条件下，感应电机在同步旋转坐标系下的模型可以描述为下面三个方程式感应电机在同步旋转坐标系下的模型可以描述为下面三个方程式−−−−−基于的实现基于的实现由于几乎集成了所有电机控制所需的外设，因此异步电动机的矢量控制系统或直接转矩控制系统的采样时间能够被控制在微秒之内，基本能够满足系统的动态和静态性能要求。

采用了供电电压以减小芯片功耗，高达的指令执行速度，集成了两组事件理器，采用更快速更容易操作的转换器，采用的总线通讯接外加对中的代码进行加密的功能，有效的保护写到芯片内程序的安全外设功能的增加直接加强了连接外部设备的能力，比具有两组事件管理器，不需任何扩展就可以驱动两个两电平的三相逆变器控制系统硬件结构见图，实验平台见图图图控制系统硬件结构感应电机输出输出二〇二年四月三日星期二图制电路板照片扫描图图控制电路板照片扫描图公司的型的中就提供了脉宽调制波形输出的功能。

但是，它采用的是五段式脉宽调制方式。

即对给定电压矢量的合成由两个有效边界电压矢量和个零电压矢量共同作用生成。

程序配置的具体过程如下利用内部极简化的波形产生硬件电路，即软件结合集成硬件的混合波形生成法。

在软件中必须添加的步骤如下设置寄存器使工作于空间矢模式查表将每个控制周期中初始向量的开启方式写入到位中，如的写入值为将表示参考向量顺时针旋转，表示逆时针旋转写入中这波形硬件电路将根据初始向量和参考向量的旋转方向，配置该时钟工作于递增递减计数模式下，从而生成图中的对称的三角波，定时器的计数上限值设定为调制周期的半。

将判定出有效电压矢量置于特定的寄存器中。

将计算得到的有效电压矢量的作用时间和分别置于比较寄存器和比较寄存器中利用型硬件实现脉宽调制，并最终产生脉冲波形信号的软件流程，见图。

图实现流程开始电压，计算，结果结束二〇二年四月三日星期二主程序包括系统初始化程序中断初始化程序初始化程序变量初始化程序，主循环程序，下溢中断处理子程序和数据段实验本文研究了用实现的方法，用三相交流电机作实验，试验中系统的开关频率设为，死区互锁时间实验时，系统响应快，抗干扰能强，电机动静态性能优良。

负载实验测得的定子相电压波形和定子相电流波形如图图。

图相电压波形图定子相电流波形二〇二年四月三日星期二结论经过上述分析和实验，结果表明在个周期内总有个桥臂保持常量，这样就减少了开关次降低了开关损耗，在位于同桥臂的每对输出要加死区间，而死区时间不能影响保持常量的桥臂，这将导致输出电压中含有少量谐波。

由于快速运算能力和数据处理能力，完成空间矢量脉宽调制所需要的时间是很少的在高速度的微处理器应用于电机控制之后，使得的实现更加方便准确，从而大大改善了正弦磁通控制的性能二〇二年四月三日星期二致谢本文的撰写过程中，彭琛老师作为我的指导老师，她治学严谨，学识渊博，使我领会了基本的思考方式，掌握了通用的研究方法，由于彭琛老师她在百忙之中多次审阅全文，对细节进行修改，并为本文的撰写提供了许多中肯而且宝贵的意见，本文才得以成型。

在此特向彭琛老师致以衷心的谢意，向她无可挑剔的敬业精神严谨认真的治态度深厚的专业修养和平易近的待人方式表示深深的敬意，二〇二年四月三日星期二参考文献曾毅，李永东在现代电力电子与交流电机控制系统中的应用沈本荫主编现代交流传动及其控制系统，李永东主编交流电机数字控制系统江思敏，等编硬件开发教程李雷军基于型硬件实现脉宽调制王哓明，王玲编电动机的控制梁庆中，等虚拟仪器设计中与的混合编程林康红，等动态链接库在虚拟仪器中的应用裴锋，杨万生与混合编程飞思科技产品研发中心应用接口编程二〇二年四月三日星期二引言矢量变换控制与空间矢量调制矢量变换控制矢量变换控制的构想矢量变换控制的原理基于的实现实验结论致谢参考文献摘要二〇二年四月三日星期二本文对空间电压矢量脉宽调制的原理进分析，在基于的交流电机调速试验对间矢量脉宽调制策略给予了实现。

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，通过实验验证空间矢量正弦波脉宽调制算法的些优点及其交流电机控制中的优良性能。

关键词宽调制波形，矢量变换控制，电磁转矩，转子磁场，数字信号处理器空间矢量脉宽调制逆变器二〇二年四月三日星期二引言在电气传动中，广泛地应用控制技术。

在年德国学者提出的矢量变换控制方法中，提出策略宽调制及相对较新的空间电压矢量脉宽调制等而在众多的脉宽调制技术中，是种优化的技术，此方法控制简单，数字化实现方便，能明显减少逆变器输出电流的谐波成分及电机的谐波损耗，降低脉动转矩，而且有更高的电压利用为了保证算法的性能，往往需要将控制周期缩短到几百微秒甚至几十微秒之内，单片机的运算速度已经无法满足要求由于具有独特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本文在空间电压矢量的原理进行分析的基础上，用数字信号处理器的硬件结合软件实现方法进行了实验。

矢量变换控制与空间矢量调制矢量变换控制在年德国学者提出的矢量变换控制方法中，正交旋转坐标系的直轴为励磁轴与转子磁场重合，交轴