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基于DSP的异步电动机SVPWM控制技术研究
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异步电动机矢量控制技术若干问题的研究.pdf69页
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摘要 矢量控制是在电机统一理论、机电能量转换和坐标变换理论的基础上发展起
来的。具有先进性、新颖性和实用性等特点。它的主要思想是在基于转子磁链定
向的同步旋转坐标系中把定子电流矢量分解为两个分量：一个分量与转子磁链矢
量重合，称为励磁电流分量；另一个分量与转子磁链矢量垂直，称为转矩电流分
量。通过控制励磁电流分量和转矩电流分量的大小，以实现他励直流电动机那样
对磁场和转矩的解耦控制。 首先，本文介绍了交流变频调速的发展概况，详细讲述了矢量控制理论的原
理，对异步电动机的数学模型的建立进行了详细的分析和阐述，并对矢量控制系
统进行了Matlab／Simulink仿真分析。 其次，本文详细讲述了电压空间矢量脉宽调制 SVPwM 技术的基本原理，
电压空间矢量脉宽调制技术将逆变器和电动机视为一体，由它控制的变频器具有
输出转矩脉动低、直流利用率高、开关损耗小等优点，适用于高性能电机调速控
制系统。本文针对电压空间矢量脉宽调制中减少开关次数和过调制这两个问题进
行了研究，应用了一些改进策略。在减少开关次数这一问题中，主要从零矢量的
插入和SVPWM五段式与七段式这两个方面进行分析，得到了实验波形，说明了
方法的可行性；在电压过调制这一问题中，主要采用双模式和单模式这两种方法，
并在不同的的模式下给出了仿真结果与分析。然后将电压空间矢量脉宽调制技术
与矢量控制进行结合，建立了基于电压空间矢量脉宽调制的矢量控制系统，通过
对系统Matlab／Simulink建模和仿真，验证了理论的正确性。 最后，在前面所述理论的基础上，使用数字信号处理器作为微处理器，搭建
出异步电动机的
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演讲人：骆彦志时间： 10:00:00
演讲人：李东咸， 张乃千时间： 10:00:00
演讲人：彭煜歆时间： 10:00:00
预算：￥10,000-￥50,000预算：￥5,000-￥10000
基于TMS320F28335的SVPWM信号发生器
[导读] 摘要
电压空间矢量脉宽调制能提高直流侧电压利用率，其应用范围已跨越变频调速系统，进入各个领域。文中在分析SVPWM原理的基础上，结合三相H桥逆变电路的特点，介绍了TMS320F28335的SVPWM信号发生器设计，并实现了
电压空间矢量脉宽调制能提高直流侧电压利用率，其应用范围已跨越变频调速系统，进入各个领域。文中在分析SVPWM原理的基础上，结合三相H桥逆变电路的特点，介绍了TMS320F28335的SVPWM信号发生器设计，并实现了逆变桥一相断路情况下的SVPWM波。通过硬软件结合，在DSP实验平台上进行了调试和实验观察，给出实验结果波形。实验证明，基于DSP的SVPWM信号发生器具有实现简单方便、易于数字化的特点，能更好地满足功率器件对驱动信号的不同要求，便于实现容错控制。
电压空间矢量脉宽调制技术(Space Vector PulseWidth
Modulate，SVPWM)是矢量控制技术实现的重要环节。在电机实现变频调速的控制方法中，PWM的输出是调速系统的最后一个环节，因此对整体系统的性能起到关键作用。SVPWM是PWM波产生技术的一种，具有电压利用率高、谐波成分低、控制功率管开关次数少、功耗小等特点，可以结合矢量算法，最大限度地发挥设备性能，因此被越来越多的变频调速系统所采用。
现有容错控制系统，由于控制器PWM引脚数量和运算能力限制，多采用电流滞环控制方法，而未能充分利用直流侧电压。TMS320F28335是32位浮点DSP控制器，是目前先进的控制器之一，运算能力强，可应用于电机实时控制系统中，具有18路PWM输出，为容错控制系统提供足够的驱动信号。因而，文中介绍了基于TMS320F28335的SVPWM信号发生器的基本原理和方法实现，并对逆变桥故障时的电压空间矢量进行了分析，实现了三相H桥逆变电路正常状态下和一相故障时的驱动信号发生器设计，可应用于容错电机矢量控制系统中。
1 三相SVPWM基本原理
电压空间矢量PWM控制把逆变器和交流电机视为一体，以三相对称正弦波电源供电时交流电动机的理想磁链圆为基准，通过交替使用不同的电压空间矢量来控制实际磁链轨迹，以追踪基准磁链圆，由追踪的结果决定变频器的开关模式，形成PWM波。三相H桥逆变电路如图1所示，同一桥臂的两个开关管不能同时导通，每相的H桥具有3种开关状态，用&1&表示T1和T4导通;&0&表示T2和T4导通，&-1&表示T2和T3导通，定义开关状态S=(Sa，Sb，Sc)，则共组成27种开关矢量，-1-1-1～111。
为达到良好的控制效果，选择长度应该为最长且相等的电压空间矢量作为基本矢量。最终正常状态下选用U1～U6、U25、U26作为基本矢量，如图2所示。以A相断相故障为例分析，由于A相开路，此时只能选择第一位是0的电压空间矢量，因而故障状态下选用U14、U16、U17、U19、U21、U24、U0作为电机故障状态时基本矢量，同B、C相断相时分析方法选择基本电压空间矢量。
如图3所示，在一个控制周期Ts内，按空间矢量的平行四边形合成法则，选择与期望输出电压矢量最接近的2个电压矢量，控制其作用时间，使得各开关矢量在平均伏秒意义上与参考电压矢量的控制效果等效，可得式(1)
其中，T1、T2为相邻两电压矢量作用时间;T0表示零矢量作用时间。
设u&、u&表示参考电压矢量Uout在&、&轴上的分量.可以令
定义变量A、B、C，若Ua&0，A=1，否则A=0;若Ub&0，B=1，否则B=0;若Uc&0，C=1，否则C=0。根据3个A、B、C的值计算扇区N的值：N=A+2B+4C，由式计算的N值对应如图2所示。
2 仿真研究
利用Matlab/simulink工具对所述方法仿真，为验证其正确性和可行性，采用id=0的磁场定向方式，利用三相H桥控制电机。仿真时间为0.2
s，在t=0.1 s时A相断开，在t=0.15
s时采用容错控制，逆变器输出经低通滤波器后的仿真波形如图4所示，低通滤波后B相控制信号的仿真波形如图5所示。当t&0.1
s时，电机正常运行，A、B、C三相互差120&，逆变桥输出的电压为马鞍波，可提高直流测电压的利用率;当0.1
3 1～50 HZ SVPWM信号发生器的实现
TMS320F28335是TI公司最新推出的32位浮点DSP控制器，具有150 MHz的高速处理能力，18路PWM输出，16路12位80 ns
A/D转换器，3路SCI，与TI前几代数字信号处理器相比，性能平均提高了50%，并可与定点C28x控制器软件兼容。其浮点运算单元，可以显著地提高控制系统的控制精度和处理器的运算速度，是目前控制领域最先进的处理器之一。
软件分为主程序部分和中断程序部分，图6给出了主程序、PWM中断服务程序及A/D中断服务程序流程图。主程序主要用于系统初始化，设置TMS320F28335的PWM、A/D、IO引脚及CPU中断等系统功能模块的工作方式。PWM中断服务子程序用于计算SVPWM占空比，A/D中断用于改变输出SVPWM波的频率。
在DSP28335中，为了发出正确的PWM波，需对EPWM模块的定时器模块、计数比较模块、比较方式模块、死区模块和事件触发模块相应的寄存器进行配置。系统硬件电路如图7所示，包括：DSP主电路，A/D端口接收电压信号，改变SVPWM输出的频率，EPWM引脚输出SVPWM波形，SCI串行口与单片机相连，发送当前SVPWM的频率值;RC低通滤波电路，方便观察程序是否正确执行，所产生的信号是否为SVPWM波;单片机最小系统，接收DSP传送的信号，显示SVPWM的频率。
4 实验结果分析
为了验证配置好相关寄存器后能否产生正确的1～50 Hz的SVPWM，进行了以下的验证实验。在实验中，设置开关频率为10
kHz，三路EPwm引脚的信号波形如图8所示，调节A/D转换输人电压值，改变输出频率，使得SVPWM频率为1
Hz，将三路信号经低通滤波后的波形如图9所示。在实验中，EPwm x A配置为高有效，EPwm x
B配置为低有效，可对其分别设置死区时间，由死区控制(DBCTL)寄存器实现，本程序中设置了EPwm x Regs.DBRED=50：EPwm x
Regs.DBFED=50，对应上升延迟约0.67&s，下降延迟约0.67&s，EPwm x A和EPwm x
B的波形如图10所示，调节A/D转换器的输入，使得输出频率为50 Hz，EPwm x A和EPwm x
B的波形经低通滤波后的波形如图11(a)所示，改变A/D转换器的输入，得频率为2.274
Hz的SVPWM波形如图8(b)所示。A相断开后，改变B相和C相的占空比计算，得断相后的B相控制信号如图12所示，与仿真波形相一致。实验结果验证理论分析的正确性，经简单的寄存器设置，TMS320F28335就能产生PWM波，结合PWM中断和A/D中断，就能实现1～50
Hz的SVPWM信号发生器设计。
介绍了SVPWM的三相H桥电路的基本原理，分析了三相H桥电路的电压空间矢量，给出了正常状态和故障状态下电压空间矢量如何选择，进行了Matlab仿真，验证了所提出矢量选择的合理性，同时通过配置最新的浮点数字信号控制器TMS320F28335芯片的相应寄存器来实现正常和故障时三相H桥控制驱动信号。为电机容错系统设计了一种新驱动信号矢量分配方法，在容错系统设计中有一定的应用价值。
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simulink 异步电机SVPWM控制问题
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新手, 积分 11, 距离下一级还需 39 积分
&&亲，最近做异步电机的仿真控制问题遇到了问题，参考的是陈伯时老先生的书和相应的算法，就是图6-24的实现。SVPWM的波形产生使用的是经典的规则采样法，就是三角波和开关时间T1、T2、T3比较。纠结几天了，总是遇到一个问题，大概是说空间区域N出现了小于1的情况，检查来，检查去，百思不得其解。不知道与没有遇到类似问题的？
& &十分感谢!
& &附图如下：
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svpwm的部分应该没多大问题，但是我遇到了电机设置问题，不知道大家懂不懂得？
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也在做异步电机，可不可以发来看看，一起研究研究。。
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马鞍波形有问题，与三角波有不相交的地方
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楼主，问一下你的那个异步电机模型在simlink库中没有吧，是你自己做的吧？
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对啊，你的模型打开之后出现错误。
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这个不太懂，帮你顶一下！
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我也在做这个仿真，我先看看再回复你
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我也是遇到这种问题，帮忙顶，期望有高人来解决
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