空间矢量优化算法控制的异步电机变频调速器

湖南铁道职业技术学院　王　勇

中车株洲电力机车有限公　王梨英

0　引言

在农村和山区等环境恶劣的地区，水位下降的比较厉害，水井较深，抽水水泵在当地的抽水深度远远达不到工作要求，另外，偏远山区地点的供电一般只有单相电，电机运行效率低，因此，对于通过使用变频器，生成三相电驱动的需求日益增加，本文采用嵌入式系统设计了一款异步电机变频调速器，用以解决这些问题。

1　整体设计方案

整体的设计方案如图1所示。采用DSP作为硬件的主平台，通过DSP产生的PWM信号驱动智能功率模块带动三相异步电动机工作，将直流电压逆变成三相空间矢量电压。

通过上位机配置参数和进行操作命令的发送接收，以及相关参数的显示等。

2　硬件设计

其硬件系统的结构图如图2所示，主控电路采用TMS320F28035构成，主要包含整流桥电路、光电隔离电路、IGBT驱动模块、按键和显示电路以及受控的三相异步电机模块。此外，所有的参数设置部分都由通过DSP的SCI与上位机进行连接。

3　系统软件设计

系统的主框架如图3所示。运行的主要流程如下：

图1　系统整体方案

图2　硬件电路结构图

图3　主框架流程图

图4　智能变频流程

（1）系统初始化： EPWM和ADC模块处于闭锁状态，电动机静止。

（2）将USB转232串口连接好电脑，打开ExMainWindow.exe，设置好串口参数，单击“配置下发”键。

（3）SCI中断程序将根据不同的包头标志解包，将参数配置进全局参数组，EPWM初始化，ADC根据指令决定是否初始化，系统进入等待运行的状态。

（4）点击“开机”，电机启动。

变频模块采用恒功率控制策略，恒转矩启动，在运行状态下，电机实时的各项参数都需要进行监控，然后在平稳运行过程中慢慢对电机进行加速。其具体的控制框图如图4所示。

4　结论

通过实验验证，电机能够平稳启动，运行状态下除了电机本身的固有噪声，其他并无明显噪声，运行状态良好，在算法上，期待智能变频优化算法的改进，能更好的运用到电机变频调速器的研究中。

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