[發(fā)明專(zhuān)利]基于ARM微處理器的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)及調(diào)速方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710707810.4
• 申請(qǐng)日: 2017-08-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107425770A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王路;趙云斌;鄧龍海;姚磊;歐新;徐媛;張東輝;穆青青
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司貴陽(yáng)供電局;國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02P21/00
• 分類(lèi)號(hào): H02P21/00;H02P27/08
• 代理公司: 武漢開(kāi)元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司42104
• 代理人: 潘杰,李滿

1.一種基于ARM微處理器的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于：它包括電壓檢測(cè)模塊(2)、電流檢測(cè)模塊(3)、轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊(4)、處理器(5)和交流變頻調(diào)速系統(tǒng)主回路(6)，所述電壓檢測(cè)模塊(2)用于檢測(cè)交流變頻調(diào)速系統(tǒng)主回路(6)中逆變器(6.4)輸入端的電壓值；電流檢測(cè)模塊(3)用于檢測(cè)交流變頻調(diào)速系統(tǒng)主回路(6)中三相異步電動(dòng)機(jī)(6.6)定子兩相電流值，所述轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊(4)用于檢測(cè)交流變頻調(diào)速系統(tǒng)主回路(6)中三相異步電動(dòng)機(jī)(6.6)的電機(jī)轉(zhuǎn)速值，所述處理器(5)用于根據(jù)檢測(cè)到的上述電壓值、定子兩相電流值和電機(jī)轉(zhuǎn)速值生成SVPWM信號(hào)以驅(qū)動(dòng)交流變頻調(diào)速系統(tǒng)主回路(6)的逆變器(6.4)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM微處理器的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于：所述電壓檢測(cè)模塊(2)的電壓值輸出端連接處理器(5)的電壓值輸入端，電流檢測(cè)模塊(3)的定子兩相電流值輸出端連接處理器(5)的定子兩相電流值輸入端，轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊(4)的電機(jī)轉(zhuǎn)速值輸出端連接處理器(5)的電機(jī)轉(zhuǎn)速值輸入端。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM微處理器的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于：它還包括光耦隔離驅(qū)動(dòng)模塊(1)，所述處理器(5)的SVPWM信號(hào)輸出端通過(guò)光耦隔離驅(qū)動(dòng)模塊(1)連接逆變器(6.4)的控制信號(hào)輸入端。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM微處理器的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于：所述交流變頻調(diào)速系統(tǒng)主回路(6)包括三相交流電源(6.1)、整流器(6.2)、平波模塊(6.3)、逆變器(6.4)、濾波器(6.5)和三相異步電動(dòng)機(jī)(6.6)，其中，三相交流電源(6.1)的電能輸出端連接整流器(6.2)的輸入端，整流器(6.2)的輸出端連接平波模塊(6.3)的輸入端，平波模塊(6.3)的輸出端連接逆變器(6.4)的輸入端，逆變器(6.4)的輸出端連接濾波器(6.5)的輸入端，濾波器(6.5)的輸出端連接三相異步電動(dòng)機(jī)(6.6)電能輸入端。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于ARM微處理器的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于：所述整流器(6.2)采用三相橋式結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于ARM微處理器的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于：所述平波模塊(6.3)起濾波作用，使整流器(6.2)輸出電壓趨近于直流。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM微處理器的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于：所述逆變器(6.4)為電壓型PWM逆變器，所述電壓型PWM逆變器為由6個(gè)絕緣柵雙極型晶體管構(gòu)成的橋式電路。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于ARM微處理器的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于：處理器(5)通過(guò)檢測(cè)直流母線電壓和電機(jī)定子兩相電流輸出SVPWM信號(hào)控制逆變器(6.4)中各個(gè)絕緣柵雙極型晶體管的接通和關(guān)斷。

9.一種利用權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的交流變頻調(diào)速方法，其特征在于，它包括如下步驟：

步驟1：轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊(4)檢測(cè)三相異步電動(dòng)機(jī)(6.6)的實(shí)際轉(zhuǎn)速n及轉(zhuǎn)子位置角θ，將實(shí)際轉(zhuǎn)速n與轉(zhuǎn)速參考值n^*相比較，并利用處理器(5)中的PI控制單元和磁鏈控制單元得到定子相電流參考信號(hào)i_sd^*和i_sq^*；

同時(shí)，電流檢測(cè)模塊(3)檢測(cè)三相異步電動(dòng)機(jī)(6.6)定子兩相電流i_A和i_B，通過(guò)Clark變換得到電流信號(hào)i_sα和i_sβ，再依據(jù)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊(4)測(cè)得的轉(zhuǎn)子位置角θ，運(yùn)用Park變換將電流信號(hào)i_sα和i_sβ變換到dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下，得到電流信號(hào)i_sd和i_sq；

步驟2：將電流信號(hào)i_sd和i_sq分別與定子相電流參考信號(hào)i_sd^*和i_sq^*相比較，并通過(guò)PI控制單元進(jìn)行控制，輸出dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓參考信號(hào)U_sd^*和U_sq^*，再依據(jù)轉(zhuǎn)子位置角θ，運(yùn)用Park逆變換得到電壓參考信號(hào)U_sα^*和U_sβ^*；

步驟3：將電壓參考信號(hào)U_sα^*和U_sβ^*輸入至處理器(5)的SVPWM信號(hào)發(fā)生端口，并根據(jù)電壓參考信號(hào)U_sα^*和U_sβ^*確定一個(gè)周期內(nèi)電壓矢量作用時(shí)間與總時(shí)間的比值，計(jì)算各相SVPWM信號(hào)的占空比，輸出正確的SVPWM信號(hào)以驅(qū)動(dòng)逆變器(6.4)，從而輸出頻率和幅值可變的電壓供給三相異步電動(dòng)機(jī)(6.6)工作，達(dá)到控制三相異步電動(dòng)機(jī)(6.6)轉(zhuǎn)速的目的。