基于DSP变频调速器的设计

【摘要】随着工农业生产的发展,人们的要求也越来越高调速技术和异步电动机调速据说在一个表现不佳的状态。然而,变频技术的泛起提高交流电动机速率控制的性能,同时没有速率传感器和基于微处理器的数字速率控制系统也逐渐进入研究和讨论的范畴。作为高新技术的变频技术是一项重要的节能和环保技术,在各种工业生产、运输和家用电器,被广泛应用于逆变器变频技术作为一个产品,在我国工业和农业等各个方面有极其重要的地位。

以三相交流异步电动机为TMS320LF240X为处理器的对象,并经过变频调速控制技术达成交流电动机的恒压频比控制,电机变频调速理论。介绍了变频调速控制技术的原理,包括单极性SPWM控制技术,双极性SPWM控制技术和SPWM调制方法。在给出系统硬件电路的工作原理、参数计算和选取设备的每一个分部。系统硬件电路主要由主电路、系统保护电路和控制电路。主电路分部包括整流器、滤波器、逆变器、IPM驱动电路和吸收电路等;系统保护电路包括过压、欠压保护、限流开始,IPM故障保护等;控制电路,包括DSP最小系统电路。最后描述了具体使用DSP编写的程序来生成SPWM波形的步骤和少许相关寄存器设置。死区能够防止短路,现象的主要电气桥臂SPWM波形的死区时间,波形显示,电机能够稳定运行,达成变频调速。

 

 

关键词变频调速;正弦脉宽调制;IPM;智能功率模块;SPWM;TMS320F2812

 

 

 

 

 

Based on the design of the DSP control of frequency conversion speed governor

[abstract] With the development of industrial and agricultural production, people’s requirement also more and more high speed regulation technology and asynchronous motor drive is said to be in a state of poor performance.However, the emergence of frequency conversion technology, improve the performance of ac motor speed control without speed sensor and the digital speed control system based on microprocessor also gradually into the scope of the research and discussion.As a high and new technology of frequency conversion technology is an important energy saving and environmental protection technology, in all kinds of industrial production, transportation and household electrical appliances, is widely used in inverter frequency conversion technology as a product, in many aspects, such as industry and agriculture in China has a very important position.

Three-phase ac asynchronous motor as the TMS320LF240X as processor object, and through the frequency control of motor speed control technology to achieve constant voltage frequency ratio control of ac motor, motor variable frequency speed regulation theory.This paper introduces the principle of frequency control of motor speed control technology, the double polarity SPWM control technique and the SPWM modulation method.The working principle of the system hardware circuit is given, parameter calculation and selection of each part of the equipment.The system hardware circuit is mainly composed of main circuit, system protection circuit and control circuit.Main circuit part including rectifier, filter, inverter, IPM drive circuit and absorption circuit, etc.;System protection circuit including overvoltage, IPM fault protection, etc.;Control circuit, including the DSP minimum system circuit.Finally describes the specific use of DSP program to generate SPWM waveform steps and some relevant register Settings.Dead zones can prevent short circuit, the phenomenon of main electric bridge arm SPWM waveform of dead zone time, waveform display, the motor can be stable operation, frequency control of motor speed.

 

 

Keywords: Frequency control of motor speed, Sine pulse width modulation, IPM, SPWM,TMS320F2812

 

 

 

目录

第1章 概 述……………………………………………………………………………………………….. 3

1.1 交流变频调速相关技术发展概况………………………………………………………. 3

1.2 电力电子技术…………………………………………………………………………………… 3

1.3 国内外交流调速的现状…………………………………………………………………….. 4

1.3.1 国外现状…………………………………………………………………………………. 4

1.3.1 国内现状…………………………………………………………………………………. 5

1.4 课题研究目标和主要内容…………………………………………………………………. 6

1.4.1 研究目标…………………………………………………………………………………. 6

1.4.2 主要内容…………………………………………………………………………………. 6

第2章 变频调速的基本原理与方法……………………………………………………………… 7

2.1 异步电动机调速原理概述…………………………………………………………………. 7

2.2 变频调速装置分类……………………………………………………………………………. 8

2.3 PWM脉宽调制技术简介………………………………………………………………….. 11

2.3.1 PWM脉宽调制技术………………………………………………………………… 11

2.3.2 SPWM原理……………………………………………………………………………. 12

2.3.3 PWM脉宽调制技术分类………………………………………………………… 14

2.3.4 SPWM的控制模式及达成………………………………………………………. 15

第3章 调速系统的硬件设计………………………………………………………………………. 20

3.1 变频调速系统的总体设计……………………………………………………………….. 20

3.2 主电路的设计…………………………………………………………………………………. 21

3.2.1 整流电路……………………………………………………………………………….. 22

3.2.2 滤波电路……………………………………………………………………………….. 22

3.2.3 逆变电路……………………………………………………………………………….. 23

3.2.4 以IPM为功率器件的驱动电路………………………………………………. 25

3.2.5 吸收电路……………………………………………………………………………….. 26

3.3 系统保护电路的设计……………………………………………………………………… 26

3.3.1 过压、欠压保护电路……………………………………………………………… 28

3.3.2 限流启动电路………………………………………………………………………… 28

3.3.3 IPM故障保护电路………………………………………………………………….. 29

3.4 控制电路的设计…………………………………………………………………………….. 30

3.4.1 DSP(TMS320LF2407A)的最小系统电路…………………………………… 31

3.4.2 DSP外围接口电路设计…………………………………………………………… 32

第4章 变频调速系统的软件设计……………………………………………………………….. 33

4.1 DSP生成SPWM波形…………………………………………………………………….. 33

4.2 系统程序设计………………………………………………………………………………… 35

第5章 总   结…………………………………………………………………………………………….. 38

致          谢…………………………………………………………………………………………………. 39

参考文献…………………………………………………………………………………………………….. 40

附 录………………………………………………………………………………………………………….. 41

 

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