基于DSP的空间电压矢量控制在变频调速器上的应用

　　0 引言

　　随着电力电子技术和微控制器技术的飞速发展，现代交流变频调速系统技术在电机控制系统中的应用也越来越广，采用全控型器件IGBT 的全数字控制的变频调速器已经实现了通用化，具有调速范围宽、调速精度高、动态响应快、运行效率高、操作方便等优点。变频调速器的普及应用提高了现代工业的自动化水平，提高了产品质量和劳动效率，最大限度的节约了能源，因此符合国家发展建设和谐、节约型社会的方针。

　　本文着重分析了变频调速器的空间电压矢量控制原理和死区补偿技术，以及DSP 控制的工程实现。

　　1 变频调速器空间电压矢量控制原理

　　1.1 变频调速器

　　变频调速器把固定电压、固定频率的交流电(工频电源)变换为可调电压、可调频率的交流电，实现电机的宽范围、连续、高效调速。常用主电路结构如图1所示。

　　1.2 空间电压矢量控制

　　空间电压矢量控制是从电机的角度出发，着眼于如何使电机获得幅值恒定的圆形旋转磁场。

　　它以三相对称正弦波电压供电时的交流电机的理想磁通圆为基准，通过逆变器不同的开关模式所产生的实际磁通去逼近基准磁通圆，以它们比较的结果决定逆变器的开关状态。该控制算法是把逆变器和电机看成一个整体来处理，所以采用的DSP 实时控制，有转矩脉动小、谐波少、电压利用率高等优点。

　　如果每周期只切换六次，磁链轨迹将呈现六边形，如果要获得逼近圆形的旋转磁场，就必须在每一个仔/3 电角度间出现更多的电压空间矢量。

　　采用不同的基本空间电压矢量在不同的作用时间下的线性组合，就可以得到更多相位的磁链矢量，为此SVPWM 控制技术就是通过基本电压矢量的

　　2 空间电压矢量控制算法

　　由上述原理出发，要有效控制电机磁链轨迹，必须解决三个问题：

　　(1)如何选择电压矢量;

　　(2)如何确定每个电压矢量的作用时间;

　　(3)如何确定每个电压矢量的作用次序。

　　第一个问题，可以选择各扇区相邻的基本电

　　对于第三个问题，各扇区内电压矢量的作用次序要保证任意一次电压矢量的变化只能有一个桥臂的开关动作，并尽可能的使开关次数少。电压矢量的作用次序如表圆所示，每次矢量变换只有一个桥臂动作，每个PWM 波都是以零矢量u0a 开始和结束，零矢量u0b 放在中间，电动机正反转时，每个扇区的两个相邻基本矢量选择顺序不变，也就是说电动机的正反转只与扇区的顺序有关。