孫鐵成，鐘貴烈，盧珍珍，  郭志剛

（哈爾濱工業大學電氣工程系，黑龍江哈爾濱1 50001）

    摘要：為降低變頻調速系統控制算法的再開發成本，在分析電壓窄間矢量脈寬調制( SVPWM)原理的基礎上，提出了一種基于Visual C++的交流變頻調速試驗系統。該系統硬件為基下PCI總線的DSP320F2812運動控制卡，并利用Visuai C++6 0開發了交流變頻調速實時控制軟件，其****優勢在于控制算法程序不用同化在數字信號處理器(DSP)的Flash芯片上，因此在該系統基礎上可對控制算法進行二次開發而無須更改任何硬件電路：試驗表明，介紹的方案可行，開發的控制軟件輸c卅降能良好，達到了設計要求，具有實刖性。

    關鍵詞：空間矢量脈寬調制；變頻調速：Visual C¨

    中國分類號：TM921. 5l文獻標識碼：A文章編號：1673-6540( 20091 11-0018-04

0 引 言

    目前，在交流異步電動機調速方面，脈寬調制( PWM）控制技術已廣泛應用于高性能變頻調速系統。其中空間矢量脈寬調制( SVPWM)技術具有控制簡單、電壓利用率高、電流波形畸變小、轉矩脈動低等優點^{【1 2】}，在實際中得到了廣泛應用。

    在變頻調速系統中，各種控制算法正得到不斷改善。岡此，如何在不用再次開發變頻調速硬件系統的情況下可以對控制算法進行二次開發，以降低開發成本將具有廣泛的應用價值：VisualC++用于面向對象的可視化編程，可以完成從底層軟件到面向用戶軟件等各種應用程序的開發。本設計利用其開發電機變頻調速的控制軟件，控制時只需從控制界面選擇調制方式及設置一些主要參數，即可實現變頻調速，并能實時監測相關波variable frequency speed regulation; Visual C~H形；最重要的是如需改進控制算法，只需在開發環境下對相關程序進行修改即可實現，而無須再修改硬件電路，以及將程序固化到數字信號處理器( DSP)的Flash芯片上，這使電機控制算法的再開發變得更簡單。

三相交流調速系統變頻主電路如圖1所示。圖中VT₁- VT₆是逆變器3個橋臂的6個功率開關管，輸出電壓由對應橋臂上功率器件的開關狀態決定，每一橋臂的上下兩個開關器件的驅動信號都是互補的。當器件VT₁的門極有驅動信號時，VT₄門極無驅動信號，此時VT₁導通、VT4關斷，U_A=U_DC；反之，VT₄門極有驅動信號而VT₁無驅動信號時，此時VT₄導通、VT₁關斷，UA=0。

 

 若設每個橋臂上開關器件導通時為1，下開關器件導通時為0，則整個橋臂共有8種開關狀

態，即O( 000）、1(001)、2(010)、3(011)、4(100)、5（101）、6(110)、7(111)。其巾，0狀態和7狀態為各相橋臂中下開關器件或上開關器件同時導通的狀態，對』應這兩種狀態的輸出相電壓和線電壓都為0，稱之為零狀態，其他6種為非零狀態。8種狀態對應著8個不同的基本電壓矢量，包括6個非零電壓矢量（V₁- V₆）和兩個零電壓矢量(V₀、V₇)：把它們映射到Park復平面下，就可以得出窄問電壓矢量圖，如圖2所示：圖中6個非零空間電壓矢量幅值相等，相位依次互差60度，把復平面分成6個扇區(如圖2中I、Ⅱ、Ⅲ、V、Ⅵ)，2個零矢量V₀和V₇位于圓心。電壓SVPWM的目的就是通過控制6個功率開關的8種工作狀態來逼近電機工作所需要的任意時刻電壓矢量U_out從而達到較高的控制性能。

    圖2給出的是在扇區I時的情況，U_out是輸出的參考相電壓矢量，其幅值代表相電壓的幅值，其旋轉角速度為輸出正弦電壓的角頻率。U_out可由V₁和V₂線性時間組合來合成，它等于T₁／T_c倍的V₁和T₂／T_c倍的V₂的矢量和。其中T₁和T₂別是V₁和V₂作用的時間；T_c是U_out作用的時間。

    按照這種方式，在下一個T_c期間，仍然用V₁和