|
- UID
- 1029342
- 性别
- 男
|
4 基于TMS320F240的空间矢量脉宽调制技术的算法实现
采用TMS320F240系统实现SVPWM具有精度高且实现方便的特点。TMS320F240系统的指令周期为50 ns，运算速度快；指令系统丰富灵活，指令效率高；有544k字片内RAM，16k字闪存（FlashEEPROM）；3个全比较单元输出六路互补PWM［4］。在实现SVPWM的过程中，可以采用定时器连续加／减计数从而生成对称PWM。
软件实现中，以Uα、Uβ作为输入，直流母线电压Vdc为参数，输出为三相对称PWM模式。程序编写包括主程序和一个定时器周期寄存器中断子程序，主程序根据电机控制策略计算出所需要的频率f，等待中断的产生。在定时器中，根据此时f和Uout的当前位置确定出下一个载波周期中Uout的位置，查转换模式表得到需要的两个作用矢量，并计算出它们的作用时间T1，T2。
图4为SVPWM中断的子程序流程图。在进入中断前，系统配置、外设、I／O、GP定时器及各变量均已初始化完毕。
下面对该流程图具体实现作一说明。
（1）判断矢量Uout所处扇区
（2）确定每个扇区中相应电压矢量的作用时间
事实上，由前面的分析可知，由于三角函数具有对称性和周期性，两个相邻电压矢量的作用时间Tx、Tx±60只有三个数值，具体实现时，由于是对称PWM，故将Tx、Tx±60分成对称的两个部分，即下述的X，Y，Z：
（3）确定开关顺序，为比较寄存器赋值
定义电压矢量变化点距离时间零点的时间间隔分别为Ta、Tb、Tc，则有：
由每个扇区的工作图，为每个扇区的比较寄存器赋值如表3：
5 实验结果
本文结合电动汽车电机控制系统，采用TMS320F240 DSP汇编语言编写了开环、载波频率为10 kHz、变频范围为0～100 Hz的SVPWM控制程序。逆变器逆变开关采用IGBT，直流电源为蓄电池，驱动的电机为三相异步电机，定子绕组星形接法，并带一它励直流发电机作为负载。程序每周期内只发生一次定时器周期中断，实时性好，且占用CPU较少，使CPU有很大能力去完成其它任务，实现更复杂、完善的电机控制。实验结果证明了该算法的正确性。图5、图6分别为控制器输出经过低通滤波后的相电压、线电压波形和实际测得的电流波形图。由图中可见，电压电流的正弦性很好，消除谐波明显，SVPWM是一种较为优化的PWM。
6 结论
本文详细阐述了空间电压矢量SVPWM技术的原理，推导了每个扇区开关矢量的作用时间，提出了用一半扇区的开关时间代替全部开关时间的算法，并在TI公司生产的DSP上实现。经过分析和实验，结果表明：
（1）在相同的直流母线电压下，采用SVPWM方式有效地扩展了逆变器输出基波相电压的线性范围，其线性范围内的输出最大基波相电压幅值是传统SPWM输出最大基波相电压的1．15倍，能有效提高电源电压利用率。
（2）只计算0～180°范围内（即3、1、5扇区）每个矢量的作用时间，再利用各扇区间矢量的关系及开关顺序，推出180°～360°矢量的作用时间，进而计算出所有扇区的矢量作用时间，是完全可能及正确的。
（3）在高性能全数字化的矢量控制系统中，应用DSP处理器，如TI公司生产的TMS320F24x系列产品，由于DSP快速的运算能力和数据处理能力，空间电压矢量PWM技术实现更准确、方便，更接近理想正弦磁通控制。 |
|
