基于DSP的电机变频调速装置的研究

摘要

变频器是一种控制电机运转的电控装置。通过强制改变输入到交流异步电动机的频率以及电压失电机的运转状态发生改变。想改变电源的电压和频率需要先将交流电通过大功率的二极管整流成直流电，然后通过将直流电逆变成交流电。在逆变的过程中可以随意改变交流电的电压和频率。

但是这种变频器有个缺点，它只能给电动机输入能量，不能把电动机产生的能量反馈回电源。因此这种变频器被称作二象限变频器。但是有很多应用场景需要将电机的能量反馈回电源，例如离心机、电梯、抽油机等等。这样的话只能通过增加能耗制动模块来损耗掉这些能量，造成很大的浪费。还有一点，电网会被大功率二极管整流电路产生的谐波严重污染。

四象限变频器整流电路部分也采用整流电路，不但能降低谐波对电网的污染，还可以把电机回馈的能量反馈给电网，节约大量的电力资源。很好的改善上述问题。使变频器成为真正的绿色产品。

本文的核心控制模块是的数字信号处理器（），整流模块采用正弦脉宽调制方法进行可控整流，而逆变模块采用空间电压矢量脉宽调制方法来设计四象限变频器。整体的拓扑结构使用交--直--交模型。

关键词　四象限变频器；PWM；DSP；节能

目录

摘要 I

Abstract II

引言 1

第1章 变频调速装置的设计原理 2

1.1 变频调速的基本原理 2

1.2 四象限变频调速的拓扑结构 2

第2章 变频调速装置的控制策略 4

2.1 PWM调制技术 4

2.1.1 SPWM调制技术 4

2.1.2 SVPWM 调制技术 5

2.2 整流控制系统的设计 5

2.3 逆变控制系统的设计 8

2.4 Matlab仿真分析 9

第3章 变频调速装置的硬件设计 11

3.1 主要硬件选型 11

3.1.1 主控芯片的选型 11

3.1.2 功率开关器件的选型 12

3.1.3 直流母线电容的选型 12

3.1.4 接入电网电感的选型 12

3.2 控制电路设计 12

3.2.1 交流电流电压检测电路的设计 12

3.2.2 AD采样电路的设计 13

3.2.3 显示电路的设计 14

第4章 变频调速装置的软件设计 16

4.1 软件主程序设计 16

4.2 PWM程序设计 17

4.3 信号采集程序设计 18

4.3.1 电压电流测量程序设计 18

4.3.2 频率及相位程序设计 20

第5章 结论 21

参考文献 23

致谢 24