[發明專利]一種交-交變頻數字矢量控制調速系統

無效

• 申請號: 201110272275.7
• 申請日: 2011-09-15
• 公開（公告）號: CN103001580A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 錢國東
• 申請（專利權）人: 無錫市幅瑞自動化科技有限公司
• 主分類號: H02P27/16
• 分類號: H02P27/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種交-交變頻數字矢量控制調速系統，屬于數字電路控制技術領域。

背景技術

目前，交流電動機數字控制系統的設計主要包括：控制系統方案的選擇；主電路的拓撲結構的設計；選擇各變量的檢測元件及變送器；數學建模及控制算法的確定；控制芯片的選擇；系統的硬件設計，包括與CPU相關的電路、外圍電路、接口電路、邏輯電路、主電路的驅動保護等；系統的軟件設計等幾個方面。

一般設計采用矢量控制策略，對感應電機進行交-交變頻調速控制。CPU采用TI公司的C28X系列的DSP。研究設計了感應電機交-交變頻數字矢量控制系統的硬件系統，在此基礎上設計了系統主要軟件流程。由于DSP芯片是以數字信號處理為基礎，因此具有數字處理的全部優點：計算速度快，MAC(一次乘法和一次加法)所需要的時間在10ns以下；精度高；穩定性好，DSP芯片以數字處理為基礎，受環境的影響較小，可靠性高；接口方便，DSP芯片與其他以現代數字信號處理為基礎的系統或者設備都是相互兼容的，便于與其他設備接口；編程方便，DSP芯片可使設計人員在開發過程中靈活方便地對軟件進行修改和升級；可重復性好，模擬系統的性能受元器件的參數影響，性能變化比較大，而數字系統基本不受影響，因此數字系統便于調試和大規模生產。由于矢量控制系統比較復雜，運算量大，特別是數字控制要求系統實時性比較好，采用單個DSP難以很好地實現任務。

發明內容

本發明目的是針對單個DSP矢量控制系統難以較好的實現系統實時性，等復雜運算，本發明為實現上述目的，采用如下技術方案：一種交-交變頻數字矢量控制調速系統，包括計算機控制部分、換相邏輯及觸發脈沖生成部分、數據采集及輸出部分、脈沖放大部分、主回路部分，其中，計算機控制部分包括，主計算機DSP1、從計算機DSP2，數據采集及輸出部分包括，包括控制電源模塊、同步信號處理、定子電壓電流測量、軸編碼器，主回路部分由三組反并聯的全控橋，感應電機、三組整流變壓器組成；控制電源模塊輸入端分別與3個整流變壓器一端和同步變壓器輸入端相連，同步變壓器的輸出端連接同步信號處理，電源模塊輸出端分別與主計算機DSP1、雙口RAM、從計算機DSP2以及觸發塊1#、觸發塊2#、觸發塊3#輸入端連接，其中，主計算機DSP1、雙口RAM、從計算機DSP2兩兩雙向連接，同步信號處理、從計算機DSP2分別與觸發塊1#、觸發塊2#、觸發塊3#的輸入端雙向連接，觸發塊1#、觸發塊2#、觸發塊3#的輸出端與脈沖放大輸出的輸入端相連，脈沖放大輸出的輸出端分別接三組反并聯的全控橋，三組整流變壓器分別與三組反并聯的全控橋相連，三組反并聯的全控橋另一端與感應電機相連，感應電機中的軸編碼器與主計算機DSP1連接，感應電機另一端連接定子電壓電流測量的輸入端，定子電壓電流測量的輸出端接交流電量處理的輸入端，交流電量處理的輸出端分別與主計算機DSP1、從計算機DSP2相連。

本發明的有益效果是：由于矢量控制系統比較復雜，運算量大，特別是數字控制要求系統實時性比較好，采用單個DSP難以很好地實現任務，采用雙DSP協調完成交-交變頻矢量控制系統的各項功能，極大地降低了板級空間及系統成本，并可使系統的實現更簡單、更高效和更經濟。

附圖說明

圖1交-交變頻數字矢量控制調速系統原理框圖；

圖2交-交變頻器一相主電路；

圖3DSP與雙口RAM的接口原理圖；

圖4從DSP與CPLD接口電路。

具體實施方式

下面結合附圖對發明的技術方案實現方法進行說明：

本發明以TI公司的定點DSP-TMS320F2812為控制器進行感應電機交-交變頻調速系統的矢量控制的設計。由于矢量控制系統比較復雜，運算量大，特別是數字控制要求系統實時性比較好，采用單個DSP難以很好地實現任務，本設計采用雙DSP協調完成交-交變頻矢量控制系統的各項功能。

圖1系統的硬件原理框圖所示，主要由幾個部分組成：

第一，計算機控制部分，由主、從DSP來實現。

主DSP主要完成如下功能：磁鏈觀測環節、三相電壓和電流的旋轉變換、速度閉環調節、磁鏈閉環調節、直流電流閉環調節、前饋電壓給定計算。從DSP主要完成如下功能：三相交流電流、電壓給定值計算、三相交流電流調節運算、電流的斷續補償、計算觸發角并向觸發模塊發送。

第二，換相邏輯及觸發脈沖生成部分，這部分由CPLD來實現，CPLD根據接收到的數據以及電源狀態等信號進行換相邏輯判斷、脈沖的生成與分配。