無(wú)速度傳感器矢量控制變頻系統研究
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可以得到轉速估算模型。本模型中電機參數值也至關(guān)重要，否則容易出現穩態(tài)誤差。模型方程式為
估算模型框圖如圖3所示。
2 系統組成及設計
主電路中逆變器采用6管封裝的IGBT 功率模塊，完成功率變換。控制電路以TMS320F2407 芯片為核心，用來(lái)完成矢量控制核心算法、PWM 產(chǎn)生、相關(guān)電流的檢測處理等功能。輔助電路由輔助開(kāi)關(guān)電源，驅動(dòng)電路，電流傳感器組成，開(kāi)關(guān)電源給系統提供多路隔離電源。
2.1 系統主回路
系統主回路包含整流器、逆變器、輔助電源、光耦隔離等。整流電路采用單相橋式電力二極管，把交流電整流成脈動(dòng)直流電，并用大電解電容濾波儲能。
逆變部分采用智能功率模塊(Intelligent PowerModule，IPM)，由于IPM內置保護電路和相關(guān)的驅動(dòng)電路，縮短了系統的設計周期，也減小了系統的體積，提高了系統的可靠性。
2.2 DSP 2407控制板
控制板除了能夠完成空間電壓矢量調制算法外，還應當具有一個(gè)調速系統所必需的其它功能?？刂瓢宓脑O計主要包括DSP 基本外圍電路的設計、采樣電路的設計、保護電路的設計、通信電路的設計和輸入/輸出I/O口設計。通用變頻控制需要檢測的量有直流母線(xiàn)電壓、三相相電流、散熱器溫度等。
3 實(shí)驗結果
3.1 實(shí)驗結果
本文針對上述的控制方案進(jìn)行了實(shí)驗研究。
SVPWM的開(kāi)關(guān)頻率為10 kHz，軟件死區為4μs，電流環(huán)的采樣周期為100 μs，電流環(huán)的輸出限幅為額定電壓的1.25倍。電機為2 對極三相籠型異步電機，直流側電源是通過(guò)整流橋對單相交流電整流、濾波產(chǎn)生的。電機額定參數為：PN= 0.6 kW ;UN=380 V;IN=1.6 A;fn=50 Hz;nN=1 400 r/min。系統實(shí)驗波形如圖4—圖6所示。
實(shí)驗結果表明響應有很好的動(dòng)態(tài)特性和穩態(tài)精度，表明了控制方案的優(yōu)良性能，但是由于電機參數問(wèn)題，估計的轉速曲線(xiàn)稍微有點(diǎn)波動(dòng)，和給定轉速相比有些誤差。
3.2 誤差分析
1)無(wú)論是轉子磁鏈位置估計還是速度估計，對參數的依賴(lài)性都較強，也正是因為如此，無(wú)速度傳感器控制系統對電機參數的變化更為敏感，在速度調節與轉矩響應等動(dòng)態(tài)指標上會(huì )出現跟蹤誤差。
2)由于轉子時(shí)間常數變化、磁飽和、渦流等影響，要實(shí)現異步電機轉子磁場(chǎng)準確定向難度很大。另外，在數字控制中，存在計算精度、離散化和時(shí)間滯后問(wèn)題，這些也會(huì )導致磁鏈觀(guān)測角度的誤差。
4 結語(yǔ)
從異步電機矢量控制的基本方程式出發(fā)，并根據基本方程構建了一個(gè)無(wú)速度傳感器矢量控制系統。詳細介紹了轉子磁鏈估算模型和轉速估算模型，并由上述結果可得出以下結論：
1)本文所設計的矢量控制系統，充分利用了DSP的高速運算能力和豐富的內外設資源，使系統外圍電路少，結構緊、可靠性高;
2)實(shí)驗表明，系統控制精度高、實(shí)時(shí)性好、動(dòng)態(tài)響應快。
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