基于DSP的感應電機SVPWM矢量控制系統

1引言

　　近年來(lái)交流變頻調速系統發(fā)展很快，已成為調速系統的主要研究和發(fā)展方向。1971年提出的矢量控制理論根據磁動(dòng)勢等效原則，應用坐標變換將三相系統等效為二相系統，再經(jīng)過(guò)按磁場(chǎng)定向的同步旋轉變換實(shí)現了定子電流勵磁分量與轉矩分量之間的解耦，從而達到對交流電機的磁鏈和電流分別控制的目的。這樣就可將一臺三相異步電動(dòng)機等效為直流電機來(lái)控制，因而獲得了與直流調速系統同樣的靜、動(dòng)態(tài)性能。

　　2矢量控制的原理

　　矢量控制也稱(chēng)為磁場(chǎng)定向控制，其基本思路是模擬直流電機來(lái)控制，根據磁動(dòng)勢和功率不變的原則通過(guò)坐標變換，將三相靜止坐標變換成兩相靜止坐標(即 Clarck變換)，然后通過(guò)旋轉變換將兩相靜止坐標變成兩相旋轉坐標(即 Park變換),在 Park變換下將定子電流矢量分解成按轉子磁場(chǎng)定向的兩個(gè)直流分量iM ,iT(其中iM稱(chēng)為勵磁電流分量, iT為轉矩電流分量)，并對其分別加以控制?？刂?iM就相當于控制磁通，而控制 iT就相當于控制轉矩。通過(guò)解耦，控制交流電動(dòng)機和控制直流電動(dòng)機一樣方便，圖 1所示為矢量控制的結構框圖。

　　3電壓空間矢量 SVPWM的原理

　　空間電壓矢量調制法是以三相對稱(chēng)正弦波電壓供電時(shí)交流電機的理想磁通圓為基準，用逆變器不同的開(kāi)關(guān)模式所產(chǎn)生的實(shí)際磁通去逼近基準圓磁通，并由它們比較的結果決定逆變器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，形成 PWM波形。位于同一橋臂的功率管的導通狀態(tài)是相反的。當位于同一橋臂的上面的功率管導通時(shí)，下橋臂的功率管一定是關(guān)斷的。假設功率管導通狀態(tài)為1，關(guān)斷狀態(tài)為0，我們只通過(guò)上橋臂功率管的開(kāi)關(guān)狀態(tài)（這里表示成開(kāi)關(guān)向量[ a，b，c]T，可以推

　　假定 Uout處于1 0扇區中，定義 T1、T2和T0分別為向量 V4、V6、V0(或V7)的持續時(shí)間，T為載波 PWM的周期。由以下兩式可算出 T1、T2和 T0：