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變頻(pin)(pin)(pin)技(ji)(ji)(ji)術是(shi)電(dian)(dian)力電(dian)(dian)子技(ji)(ji)(ji)術的(de)(de)(de)主要(yao)組成部(bu)分，應(ying)(ying)(ying)(ying)用于包括(kuo)交流電(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)(de)調(diao)速和(he)(he)供(gong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)源等多個重要(yao)領(ling)域。數(shu)字信號處(chu)理(li)器(qi)(qi)(DSP)已廣(guang)泛(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)用在高頻(pin)(pin)(pin)開關電(dian)(dian)源的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)(zhi)，采取DSP作為變頻(pin)(pin)(pin)電(dian)(dian)源的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)(zhi)核(he)心(xin)，可以用最少(shao)的(de)(de)(de)軟(ruan)硬件實現(xian)靈(ling)活、準確的(de)(de)(de)在線控(kong)制(zhi)(zhi)。本(ben)文提出(chu)了(le)一(yi)種基(ji)于DSP(數(shu)字信號處(chu)理(li)器(qi)(qi)TMS320LF2407)的(de)(de)(de)SPWM三(san)相(xiang)(xiang)間接變頻(pin)(pin)(pin)電(dian)(dian)源系統。數(shu)字信號處(chu)理(li)器(qi)(qi)TMS320LF2407既有一(yi)般(ban)DSP芯片(pian)的(de)(de)(de)特(te)點，還(huan)在片(pian)內(nei)集成了(le)許(xu)多外設(she)電(dian)(dian)路，使其可以很方便(bian)地實現(xian)變頻(pin)(pin)(pin)電(dian)(dian)源控(kong)制(zhi)(zhi)。本(ben)文中，控(kong)制(zhi)(zhi)系統采用了(le)工程應(ying)(ying)(ying)(ying)用較多的(de)(de)(de)正弦脈寬凋制(zhi)(zhi)技(ji)(ji)(ji)術，該(gai)技(ji)(ji)(ji)術具有算法簡單(dan)，硬件實現(xian)容(rong)易，諧波(bo)較小等優(you)點，可以充分發揮(hui)DSP的(de)(de)(de)高速性、實時性、可靠性等方面的(de)(de)(de)特(te)點，結合相(xiang)(xiang)應(ying)(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)軟(ruan)件，應(ying)(ying)(ying)(ying)用一(yi)些改進的(de)(de)(de)算法實現(xian)了(le)SPWM調(diao)制(zhi)(zhi)，輸出(chu)了(le)質量較好、頻(pin)(pin)(pin)率和(he)(he)幅值可任意改變的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)(zhi)信號。
本文引用地(di)址：//www.eepw.com.cn/article/160695.htm
首先介紹了(le)(le)(le)變頻電(dian)源的(de)拓撲結構以(yi)及(ji)原(yuan)理(li)，設(she)(she)計了(le)(le)(le)以(yi)三菱IPM模塊(kuai)為(wei)基礎的(de)包括整流電(dian)路(lu)(lu)、逆變電(dian)路(lu)(lu)、輸出濾波器的(de)主回路(lu)(lu)。在(zai)分(fen)析(xi)了(le)(le)(le)SPWM調制(zhi)原(yuan)理(li)的(de)基礎上(shang)，提出了(le)(le)(le)改進(jin)型的(de)規(gui)則采(cai)樣法(fa)產(chan)生(sheng)SPWM波。另外并(bing)對死區產(chan)生(sheng)的(de)影響做了(le)(le)(le)分(fen)析(xi)，并(bing)給(gei)出了(le)(le)(le)兩(liang)種(zhong)補償方法(fa)。 在(zai)變頻電(dian)源數字控(kong)制(zhi)器國(guo)內外研(yan)究的(de)基礎上(shang)，提出了(le)(le)(le)一種(zhong)基于數字信號處(chu)理(li)器(DSP)的(de)控(kong)制(zhi)器硬(ying)件(jian)結構，并(bing)對控(kong)制(zhi)器的(de)實(shi)時(shi)性(xing)、可靠性(xing)和兼容性(xing)作(zuo)了(le)(le)(le)詳細的(de)分(fen)析(xi)。為(wei)滿足高速和精(jing)確的(de)采(cai)樣，論文在(zai)控(kong)制(zhi)器硬(ying)件(jian)中設(she)(she)計了(le)(le)(le)鎖相環電(dian)路(lu)(lu)。為(wei)滿足智能功(gong)率模塊(kuai)(IPM)對死區時(shi)間的(de)要求，在(zai)對電(dian)路(lu)(lu)仿真分(fen)析(xi)的(de)前(qian)提下，論文在(zai)控(kong)制(zhi)器硬(ying)件(jian)中設(she)(she)計了(le)(le)(le)獨立的(de)硬(ying)件(jian)死區延時(shi)電(dian)路(lu)(lu)。 控(kong)制(zhi)器的(de)系(xi)統軟件(jian)設(she)(she)計分(fen)為(wei)人(ren)機接(jie)口程序(xu)(xu)和控(kong)制(zhi)程序(xu)(xu)。人(ren)機接(jie)口程序(xu)(xu)實(shi)現了(le)(le)(le)實(shi)時(shi)電(dian)壓電(dian)流數據及(ji)其波形(xing)顯示，控(kong)制(zhi)參(can)數顯示及(ji)在(zai)線修改等功(gong)能;控(kong)制(zhi)程序(xu)(xu)實(shi)現了(le)(le)(le)信號采(cai)樣分(fen)析(xi)、PWM脈(mo)沖調制(zhi)和觸發、PI控(kong)制(zhi)器等程序(xu)(xu)。
1 系統的結(jie)構
變頻電源采(cai)用(yong)(yong)(yong)高頻SPWM技術和通用(yong)(yong)(yong)電壓型單(dan)相全橋逆變電路，選取ICBT功率模(mo)塊作為開關器件，控制電路采(cai)用(yong)(yong)(yong)全數字化設計。
輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)和(he)電(dian)感電(dian)流通過采樣網(wang)絡，將(jiang)輸(shu)入信(xin)號(hao)(hao)轉(zhuan)換為(wei)(wei)TMS320LF2407所需要(yao)的電(dian)平，接至TMS3201F2407的A/D轉(zhuan)換口。通過鍵盤(pan)鍵入所要(yao)求的輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)值(zhi)(zhi)(zhi)、頻率(lv)值(zhi)(zhi)(zhi)，由SCI模塊與(yu)DSP實(shi)現通訊(xun)。得到逆變(bian)器當(dang)前工作的基準電(dian)壓(ya)信(xin)號(hao)(hao)，經過電(dian)壓(ya)電(dian)流調(diao)(diao)節器獲得實(shi)際的正弦調(diao)(diao)制信(xin)號(hao)(hao)，與(yu)DSP定時器產生的三角(jiao)波(bo)載波(bo)信(xin)號(hao)(hao)相交截，輸(shu)出(chu)帶有一(yi)定死區的驅動(dong)控制信(xin)號(hao)(hao)，經驅動(dong)單元進(jin)行(xing)隔(ge)離(li)放(fang)大(da)后送到IGBT。DSP可以把當(dang)前時刻(ke)的輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)、頻率(lv)值(zhi)(zhi)(zhi)送給單片機并(bing)在8位(wei)LED上(shang)顯示出(chu)來。為(wei)(wei)了保(bao)證(zheng)過壓(ya)、欠壓(ya)、過流(過載)的情況下能(neng)有效地保(bao)護功率(lv)開關(guan)和(he)負載，在本(ben)系統中設置(zhi)了保(bao)護電(dian)路，一(yi)旦(dan)出(chu)現故(gu)障，PDPINT引腳為(wei)(wei)低電(dian)平狀態，封鎖驅動(dong)脈沖(chong)控制信(xin)號(hao)(hao)，切(qie)斷(duan)變(bian)頻電(dian)源輸(shu)出(chu)。
2 SPWM原理
在進行脈(mo)(mo)寬(kuan)調制時，使(shi)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)系列(lie)的(de)占空比按正弦(xian)規律來(lai)安排。當正弦(xian)值為最大(da)值時，脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)的(de)寬(kuan)度也(ye)(ye)最大(da)，而脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)間(jian)的(de)間(jian)隔(ge)則(ze)最小(xiao)(xiao)，反之，當正弦(xian)值較(jiao)小(xiao)(xiao)時，脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)的(de)寬(kuan)度也(ye)(ye)小(xiao)(xiao)，而脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)間(jian)的(de)間(jian)隔(ge)則(ze)較(jiao)大(da)，這樣的(de)電(dian)壓脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)系列(lie)可以使(shi)負載電(dian)流中(zhong)的(de)高次諧波(bo)成(cheng)分(fen)大(da)為減小(xiao)(xiao)，稱為正弦(xian)波(bo)脈(mo)(mo)寬(kuan)調制。
DSP實時地(di)從單片(pian)機讀取所(suo)需要的(de)電壓的(de)頻率和幅值作為當前輸(shu)出(chu)電壓的(de)基(ji)準(zhun)(給定(ding))。獲(huo)取當前時刻的(de)正弦(xian)(xian)值，基(ji)準(zhun)正弦(xian)(xian)信(xin)號(hao)是通過(guo)查(cha)表(biao)(biao)法產生的(de)。在(zai)數(shu)(shu)(shu)字(zi)控制(zhi)系統中(zhong)正弦(xian)(xian)基(ji)準(zhun)信(xin)號(hao)就(jiu)是一個正弦(xian)(xian)數(shu)(shu)(shu)據(ju)表(biao)(biao)格，故應將(jiang)正弦(xian)(xian)波按其(qi)表(biao)(biao)達(da)式(shi)制(zhi)成0°～360°的(de)表(biao)(biao)格供查(cha)用，在(zai)本設計中(zhong)，正弦(xian)(xian)數(shu)(shu)(shu)據(ju)表(biao)(biao)格中(zhong)數(shu)(shu)(shu)據(ju)點數(shu)(shu)(shu)選為1024，可將(jiang)其(qi)數(shu)(shu)(shu)值放在(zai)片(pian)外(wai)數(shu)(shu)(shu)據(ju)存(cun)儲器(qi)。有如(ru)卜(bu)關(guan)系式(shi)：
式中：fs為(wei)當前時刻調(diao)制頻率(lv);
t為采樣(yang)時(shi)刻;
N為當(dang)前(qian)時刻處在整個調制周期的第N個脈沖(chong)。
由于本系(xi)統系(xi)變(bian)頻電源(yuan)，即fS是在變(bian)化(hua)的(de)(de)，且(qie)系(xi)統采(cai)用(yong)的(de)(de)是異步調制，所(suo)以(yi)N也是隨fS變(bian)化(hua)而變(bian)化(hua)的(de)(de)。由此(ci)必須(xu)實時(shi)變(bian)化(hua)定時(shi)時(shi)間T以(yi)確保整個(ge)周期(qi)的(de)(de)脈沖(chong)數最大(da)限度地接近整數，以(yi)避免(mian)或減少輸(shu)出波(bo)形(xing)含有基波(bo)的(de)(de)子諧波(bo);此(ci)外，還(huan)須(xu)實時(shi)地改變(bian)脈沖(chong)序(xu)列，以(yi)保證輸(shu)出電壓值不發生較(jiao)大(da)的(de)(de)跳變(bian)。
3.1.1 實時改變定時時間
假設fS=400 Hz，則頻(pin)率凋制比Mf為(wei)
由于整個周期的(de)脈(mo)沖數(shu)NE超(chao)過1，所(suo)(suo)以NE只能選用(yong)定標為(wei)Q0，即NE只能為(wei)整數(shu)，所(suo)(suo)以NE=62，從而在(zai)(zai)脈(mo)沖數(shu)上出(chu)現(xian)了相差(cha)了O.5個，反映在(zai)(zai)橋臂(bei)輸出(chu)電(dian)壓上，有正負輸出(chu)所(suo)(suo)含的(de)脈(mo)沖數(shu)不相同(tong)。由此會產生基頻的(de)子諧(xie)波(bo)。
如(ru)果我們以當前(qian)的(de)(de)脈沖(chong)數NE回(hui)推出開關頻率，則有fc=62x400=24.8kHz，這(zhe)樣確定(ding)的(de)(de)開關頻率，就最大限度(du)地保汪了正負調制周期的(de)(de)脈沖(chong)數近(jin)似相同(tong)。設(she)計中，定(ding)時器(qi)1的(de)(de)工作方式設(she)定(ding)為(wei)連(lian)續增(zeng)減計數方式，故
其中fcpu=20 MHz為(wei)時(shi)(shi)鐘(zhong)頻(pin)率(lv)，開(kai)關頻(pin)率(lv)25 kHz時(shi)(shi)可得定時(shi)(shi)時(shi)(shi)間(jian)T為(wei)40μs，T1PR為(wei)400;而(er)開(kai)關頻(pin)率(lv)為(wei)24.8 kHz時(shi)(shi)可得定時(shi)(shi)時(shi)(shi)間(jian)T為(wei)40.65μs，T1PR為(wei)403.225，T1PR定標(biao)為(wei)Q0，所以(yi)只能(neng)為(wei)整(zheng)數403，故求得頻(pin)率(lv)調制比
,所以(yi)正負(fu)調制周(zhou)期的(de)(de)脈(mo)沖數(shu)相差極(ji)少，為0.035，這樣就最大限度的(de)(de)消除了基頻的(de)(de)子諧(xie)波。
3.1.2 實時改變脈沖序(xu)列
脈沖(chong)序列(lie)是(shi)一(yi)種(zhong)連續有序輸(shu)出的具有二進(jin)制(zhi)數特點(dian)的脈沖(chong)隊列(lie)，它可通過一(yi)路(lu)或多路(lu)同步輸(shu)出。
當頻率(lv)不發(fa)生改變(bian)時(shi)，DSP按原來的輸(shu)出序(xu)列(N=1，2，…NE)循環輸(shu)出脈(mo)(mo)沖(chong)，設在第N個周(zhou)期時(shi)，頻率(lv)發(fa)生改變(bian)，則DSP應按新的脈(mo)(mo)沖(chong)序(xu)列(N′=l，2，…NE′)輸(shu)出脈(mo)(mo)沖(chong)。
圖(tu)2中(zhong)，在N=25時刻頻(pin)率從(cong)500Hz變(bian)(bian)化到250Hz，由于(yu)N=25對(dui)應輸(shu)(shu)(shu)出(chu)(chu)(chu)頻(pin)率500Hz為(wei)零(ling)點(dian)處，對(dui)應于(yu)輸(shu)(shu)(shu)出(chu)(chu)(chu)頻(pin)率250Hz為(wei)正峰值(zhi)處，所以如(ru)果(guo)不改(gai)變(bian)(bian)輸(shu)(shu)(shu)出(chu)(chu)(chu)脈(mo)(mo)沖(chong)序列(lie)，則會導致輸(shu)(shu)(shu)出(chu)(chu)(chu)電(dian)壓相(xiang)位和(he)電(dian)壓值(zhi)都出(chu)(chu)(chu)現(xian)跳變(bian)(bian)，如(ru)圖(tu)2(a)所示;圖(tu)2(b)中(zhong)按一定(ding)的(de)規律(lv)改(gai)變(bian)(bian)輸(shu)(shu)(shu)出(chu)(chu)(chu)脈(mo)(mo)沖(chong)序列(lie)，輸(shu)(shu)(shu)出(chu)(chu)(chu)電(dian)壓相(xiang)位和(he)電(dian)壓值(zhi)就(jiu)不會出(chu)(chu)(chu)現(xian)跳變(bian)(bian)。為(wei)了保證在頻(pin)率切換過(guo)程中(zhong)電(dian)壓的(de)相(xiang)位變(bian)(bian)化最(zui)小(xiao)，輸(shu)(shu)(shu)出(chu)(chu)(chu)電(dian)壓值(zhi)不發生(sheng)較大(da)的(de)跳變(bian)(bian)，應按下式(shi)來確定(ding)新的(de)脈(mo)(mo)沖(chong)序列(lie)中(zhong)起(qi)始的(de)脈(mo)(mo)沖(chong)序號N′，即令：
浙權（上海）電器(qi)設備制(zhi)造有(you)限公(gong)司(si)(si)是(shi)一家集(ji)生(sheng)(sheng)產(chan)、研發(fa)、銷售為一體(ti)的(de)專(zhuan)業(ye)(ye)(ye)性(xing)企業(ye)(ye)(ye)，本公(gong)司(si)(si)專(zhuan)業(ye)(ye)(ye)生(sheng)(sheng)產(chan)變壓(ya)器(qi)、穩壓(ya)器(qi)、調(diao)壓(ya)器(qi)及(ji)低壓(ya)電器(qi)配套產(chan)品(pin)，始終(zhong)“堅持企業(ye)(ye)(ye)創(chuang)新(xin)，追求技術進(jin)步”是(shi)發(fa)展的(de)一貫宗旨，公(gong)司(si)(si)擁有(you)雄(xiong)厚(hou)的(de)技術開發(fa)力量(liang)、優質的(de)工藝檢(jian)測儀器(qi)和生(sheng)(sheng)產(chan)設備，積極引(yin)進(jin)國外的(de)先進(jin)技術，不(bu)斷對產(chan)品(pin)加以改進(jin)和完善，多(duo)年的(de)專(zhuan)業(ye)(ye)(ye)化管理，已成功構建了多(duo)層次的(de)營(ying)銷網絡。
公(gong)司生產(chan)的(de)主要(yao)產(chan)品有(you):SG/SBK隔離(li)變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)(qi)、OSG/QZB自耦(ou)變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)(qi)、BK/DK控制變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)(qi)ZSG/ZDG/BKZ/JBKZ整流變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)(qi)、GDG高(gao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)(qi)、JMB/BZ/BJZ行燈照明(ming)變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)(qi)、JBK機床控制變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)(qi)、SSG/SGS伺服變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)(qi)、DDG低壓(ya)(ya)(ya)(ya)大電(dian)(dian)(dian)流加熱變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)(qi)、CSD/CSSG船用(yong)防滴式(shi)變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)(qi)、UPS、EPS專用(yong)變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)(qi)、UV變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)(qi)、KSG礦用(yong)變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)(qi)、DN電(dian)(dian)(dian)阻焊接水冷變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)(qi)、電(dian)(dian)(dian)抗器(qi)(qi)(qi)(qi)、節(jie)電(dian)(dian)(dian)器(qi)(qi)(qi)(qi)主機專用(yong)純(chun)調零變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)(qi)、電(dian)(dian)(dian)力變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)(qi)、DBW/SBW大功(gong)率補償式(shi)穩(wen)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)(qi)、SVC單(dan)三相高(gao)精(jing)度全自動穩(wen)壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)(qi)、接觸式(shi)自耦(ou)調壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)(qi)、柱式(shi)大功(gong)率電(dian)(dian)(dian)動調壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)(qi)、戶內外(wai)高(gao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)真空斷路(lu)(lu)器(qi)(qi)(qi)(qi)、六氟化硫斷路(lu)(lu)器(qi)(qi)(qi)(qi)等成套電(dian)(dian)(dian)源系列。產(chan)品設(she)計新穎(ying)、體積小(xiao)、造(zao)型美(mei)觀、具(ju)有(you)低損(sun)耗、低噪聲、耐沖擊等優點。產(chan)品廣泛用(yong)于工礦企業、紡織機械、印(yin)刷包裝、石(shi)油化工、學校(xiao)、商(shang)場、電(dian)(dian)(dian)梯、郵(you)電(dian)(dian)(dian)通信、醫療機械等所有(you)需要(yao)正常電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)保護(hu)的(de)場合。
面對充滿(man)挑戰(zhan)和機遇的(de)(de)新世紀，公司將(jiang)不斷完善和超越(yue)自(zi)我(wo)，繼續(xu)秉承“責(ze)任至(zhi)高、質(zhi)量至(zhi)精、服(fu)務(wu)至(zhi)上(shang)、信譽至(zhi)誠”的(de)(de)經營(ying)理(li)念，倡導(dao)“合(he)作、創(chuang)新、拼搏、超越(yue)”的(de)(de)企業精神，堅持(chi)“質(zhi)量優(you)先、客戶優(you)先、服(fu)務(wu)優(you)先、信譽優(you)先”的(de)(de)服(fu)務(wu)宗旨。在此，歡迎(ying)國內(nei)外(wai)新老朋友光臨和垂(chui)詢，我(wo)們(men)將(jiang)為(wei)您提供(gong)優(you)質(zhi)的(de)(de)產(chan)品、優(you)惠的(de)(de)價格(ge)、滿(man)意(yi)的(de)(de)服(fu)務(wu)，真(zhen)誠合(he)作，共創(chuang)雙贏(ying)，愿我(wo)們(men)的(de)(de)產(chan)品成為(wei)您企業發展的(de)(de)堅強后盾(dun)。
