基于TMS320F2000系列的空间矢量死区补偿算法实验研究

基于TMS320F2812的异步电机矢量控制系统

陈顺中;谈龙成;王秋良

【期刊名称】《微电机》

【年(卷),期】2010(043)003

【摘 要】传统的矢量控制方法基于异步电机的稳态模型,控制性能受电机的参数影响很大.文章结合异步电机的特性和要求在控制策略中设计了转速,电流,磁链等多个闭环,采用了对参数依赖性很小的偏差电压解耦方式,并结合电机的电压模型和电流模型对传统的转子磁链计算进行了补偿和修正,有效地降低参数变化对系统的影响.DSP芯片TMS320F2812有着强大的运算能力和优良的控制性能,基于该芯片的硬件系统很好的实现了控制方案,实验表明该控制系统精度高,实时性和动态响应都较好.

【总页数】5页(P60-63,85)

【作 者】陈顺中;谈龙成;王秋良

【作者单位】中国科学院电工研究所,北京,100190;中国科学院电工研究所,北京,100190;中国科学院电工研究所,北京,100190

【正文语种】中 文

【中图分类】TM343;TP273

【相关文献】

1.基于TMS320F2812的异步电机矢量控制系统 [J], 陈顺中;谈龙成;王秋良

2.基于TMS320F2812的三相异步电机驱动控制系统 [J], 周凯;王旭东 3.基于TMS320F2812的异步电机控制系统的设计 [J], 韩素贤;时盛志

4.基于TMS320F2812的异步电机控制系统的设计 [J], 韩素贤;时盛志

5.基于TMS320F2812矢量变频调速异步电机控制系统设计 [J], 徐金阳

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基于TMS320F2812 永磁同步电机交流调速系统实验

1.引言

数字信号处理器（DSP）可以用于语言处理、图象处理、高速控制、数字通讯、振动和噪声信号处理、声纳和雷达信号处理、仪器仪表、机器人等多个领域。由于它能把数字信号处理的一些理论和算法实时实现，并迅速地推广到应用方面，因此得到了学术界和工程界的高度重视，被认为是实现数字化革命的催化剂。

交流永磁同步电动机（PMSM）具有结构简单、运行可靠、体积小、质量轻、损耗少、转矩/质量比高、功率因数高、效率高、易于散热、易于保养等显著特点，因而应用范围极为广泛，尤其是在要求高精度控制和高可靠性的场合，如航空航天、数控机床、机器人控制等方面。够在石油、煤矿、大型工程机械等比较恶劣的工作环境下运行，这不仅加速了它取代异步电机的速度，同时也为永磁同步电机专用变频器的发展提供了广阔的空间。

随着永磁材料性能的大幅度提高和价格的降低，以及电力电子器件的进一步发展，永磁同步电动机己逐步成为交流伺服系统的主流。同时随着微电子技术和功率电子技术的飞速发展，数字信号处理器(DSP)，智能功率模块(IPM)出现等，促使交流伺服控制系统向全数字化、智能化、小型化、高速、高精度方向发展。本文对全数字交流永磁同步伺服驱动器进行了研究与开发。

首先在熟练掌握永磁同步电动机工作原理的基础上，分析永磁同步电动机的数学模型，其次在电压空间矢量（SVPWM）技术以及永磁同步电机矢量控制原理基础上，利用系统的核心器件TMS320F2812，功率变换装置智能功率模块IPM，构建了全数字伺服系统的硬件平台。然后设计了基于TMS320F2812的软件平台，给出了主程序流程图和中断服务子程序流程图，结合CCS集成开发环境，对整个控制系统进行了软件调试并且做了相关实验，得到了SVPWM的输出波形以及相电流波形，经实验证明该数字控制系统具有良好的控制性能。

2. 永磁同步电机原理

2.1永磁同步电机数学模型

基于TMS320F28035的永磁同步电机矢量控制系统研究

赵森;李迪;王世勇

【摘 要】基于实现永磁同步电机伺服系统矢量控制,得到良好的系统动态响应的目的,采用以TMS320F28035为控制核心的全数字DSP速度控制方案,通过硬、软件设计、参数整定以及波形图分析,实验结果表明,该系统电流跟踪性能提升10％,稳态精度提升15％.

【期刊名称】《电子设计工程》

【年(卷),期】2014(022)024

【总页数】4页(P120-123)

【关键词】永磁同步电机;TMS320F28035;矢量控制系统;速度控制

【作 者】赵森;李迪;王世勇

【作者单位】华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州510640;华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州510640;华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州510640

【正文语种】中 文

【中图分类】TN492

永磁同步电动机(PMSM)具有体积小、重量轻、结构多样、可靠性高等优点。在数控机床、工业机器人等自动化领域得到了广泛的应用。数字化交流伺服调速系统采用的是目前非常流行的矢量控制算法，即电压空间矢量脉宽调制[1](SVPWM)。SVPWM的主要思想是：以三相对称正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准，以三相逆变器不同开关模式作适当的切换，从而形成脉宽调制（PWM）波，以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆[2]。

由于矢量控制算法对采集PMSM转子的电流、电压等参数的实时性要求很高，且计算量大，一般的微处理器很难达到要求。因此，文中采用TI公司C2000系列高压数字电机开发套件，利用其DSP芯片TMS320F28035高速数据处理能力，使得整个电机控制系统具有控制精度高，实时性强的特点。

1 系统结构

针对永磁同步电机高阶、多变量、非线性、强耦合的控制特点，如何有效解耦进而实现直流电机般的转矩控制方式，一直以来都是主要的研究热点。永磁同步电机的转子机械位置和磁通位置的一致性，决定了其实现矢量控制方面的优越性。矢量控制即磁场定向控制，利用坐标变换消除原坐标系下参数的耦合，实现对电机的电磁转矩和励磁磁场进行分别控制，进而实现类似直流电机的转矩控制[3]。

一种基于SVPWM的死区补偿算法的研究

邓永红;赵立永;黄成玉

【摘 要】矿用四象限变流器死区时间效应导致谐波、电流波形畸变和直流电压波动,本文实现了一种基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术的脉宽调制矿用四象限变流器的死区补偿方法,通过矢量合成的方法得到一个控制周期内的死区时间矢量,并以此来修正指令空间电压矢量,可以对死区效应进行软件算法补偿,在矿用四象限变流器中的应用结果表明了这种方法的有效性.

【期刊名称】《华北科技学院学报》

【年(卷),期】2016(013)002

【总页数】5页(P116-120)

【关键词】空间矢量脉宽调制;死区补偿;谐波;四象限变流器

【作 者】邓永红;赵立永;黄成玉

【作者单位】华北科技学院信息与控制技术研究所,北京东燕郊101601;华北科技学院信息与控制技术研究所,北京东燕郊101601;华北科技学院信息与控制技术研究所,北京东燕郊101601

【正文语种】中 文

【中图分类】TN78

随着电力电子技术的发展，矿用四象限变流器成为发展的必然趋势，而矿用的采煤机、提升机、空压机、采掘机，刮板机、皮带机、绞车等动力负荷变化较大的电气设备，其在起动、加减速、制动和设备维护等方面的能耗非常的大，这就需要应用高性能四象限变流器使制动能量回馈电网改善输入电流波形，提高网侧功率因数，消除对电网的谐波污染，实现节能环保，提高煤矿装备的控制性能、安全性，降低故障率。

图1所示为四象限变流器主回路原理图，采用的是电压型逆变器，主要有两种工作状态：功率因数为1的整流工况和功率因数为-1的逆变工况。为避免上下桥臂开关管短路直通的情况发生，变流器同一桥臂的上下开关管之间的动作必须加入一段不导通时间，这样的时间段被称为死区时间。死区时间的作用是使得桥臂开关动作时，开通管子的触发信号沿比要关断管子的触发信号沿有一段时间的延时，这造成在死区时间里一个桥臂的两个管子均关断，但由于有输入电感，电流不会突变而由相应的二极管续流，这使得四象限变流器输出的电压可能与控制系统所期望的不完全一致，从而影响控制系统对功率回路的精确控制。尤其是电压脉冲的宽度有限，通常几个或十几个微秒，而IGBT的死区时间一般也有2～15微秒，由此而产生的误脉冲对系统的性能影响将更大。死区的发生也会使桥臂中点电压中含有丰富的谐波，对于高功率因数整流工况而言，死区效应将加剧输入侧线电流波形的畸变和输出侧直流电压的脉动；对于逆变工况而言，死区效应会使输出电压波形畸变。这两种工况下，死区效应都会影响到系统获得较高的理想功率因数[1-8]。因而对死区进行补偿是必要的。