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随着国民经济的发展,对交流调速用变频器提出了更高的要求,一般的通用变频器由于其性能不高,不能用于大范围调速和伺服系统,本文结合异步电机的矢量控制策略,结合SVPWM调制算法,以DSP为硬件平台设计了异步电机调速用变频器。该变频器能够显著提高直流侧电压的利用率,减少对电网的谐波污染,调速范围较宽,调速性能优良。 本文对PWM电压型变频器进行了详细的讨论。从理论上分析了变频器的原理、数学模型、控制方法以及几种常用的PWM调制算法,设计制作了实际电路板。该电路板用TI公司TMS320F240 DSP作为主控制器,配合功率模块驱动、保护、信号处理、电源等外围电路完成对异步电机调速系统的信号采集、处理,系统保护以及电机调速等基本功能。其中信号处理电路主要完成采集输出电流和中间直流环节电压信号,并对采集到的电流信号进行极性变换处理的功能;驱动电路接收DSP输出的高频驱动信号,通过耦合器件直接驱动IPM模块;保护电路利用采集到电气信号对整个系统实施保护,包括过电流、过电压、欠电压、IPM模块过热等。利用DSP上的死区寄存器设置IPM驱动信号的死区时间防止上下桥臂IGBT的直通;利用板上集成的A/D转换器采集经过板级外围电路处理的电路信号;利用板上的捕获单元CAP采集通过转速计的输出从而得到电机的转速。在软件设计方面,对输入信号进行软件滤波,优化输出的PWM信号,引进了系统软保护。 通过大量的实验和反复的改进,所设计的系统表现出良好的性能,这也证明了所采用控制策略的正确性。