变频电源基本控制电路系统

Posted 2021-01-21

为满足智能功率模块(IPM)对死区时间的要求，在对电路仿真分析的前提下，论文在控制器硬件中设计了独立的硬件死区延时电路。 控制器的系统软件设计分为人机接口程序和控制程序。人机接口程序实现了实时电压电流数据及其波形显示，控制参数显示及在线修改等功能;控制程序实现了信号采样分析、PWM脉冲调制和触发、PI控制器等程序。
SPWM原理

在进行脉宽调制时，使脉冲系列的占空比按正弦规律来安排。当正弦值为最大值时，脉冲的宽度也最大，而脉冲间的间隔则最小，反之，当正弦值较小时，脉冲的宽度也小，而脉冲间的间隔则较大，这样的电压脉冲系列可以使负载电流中的高次谐波成分大为减小，称为正弦波脉宽调制。

DSP实时地从单片机读取所需要的电压的频率和幅值作为当前输出电压的基准(给定)。获取当前时刻的正弦值，基准正弦信号是通过查表法产生的。在数字控制系统中正弦基准信号就是一个正弦数据表格，故应将正弦波按其表达式制成0°～360°的表格供查用，在本设计中，正弦数据表格中数据点数选为1024，可将其数值放在片外数据存储器。

PWM控制

交流电动机变频系统采用PWM控制，它是变频系统的控制核心，任何控制运算的最终实现几乎都以各种PWM控制来完成。当交流变频调速系统采用微处理器后，PWM控制方式由起始的电压波形正弦PWM控制，发展到电流波形的正弦波控制，再到磁通正弦控制；尤其是发展到空间矢量PWM控制技术，以其电压利用率高、控制算法简便、电流谐波小等特点在各种交流变频系统。
采用单片机、计算机控制技术，进行高速运算，根据指令在线计算系统所需工作状态的各种电气调节变量及对系统的工作状态进行调整。利用单片机内部名外部的存储器将事先设定编制好的各种运行变量存起来，通过系统的误差运算后进行查表求得最合适的运行数值，使系统取得最优运行。全数字化控制还体现在采用新型观察器单元、自适控制单元、人工神经网络系统等对各种交流电动机变频控制或直接转矩控制。