0 导言
变频器操控电机最根本的两个输出量是频率和转矩,通用变频器因为其通用性而被广泛地使用于各种场合。为满意各种负载的要求,在通用变频器中规划了灵敏而丰厚的频率设定功用和频率操控接口,为此通用变频器中有上千条的功用指令参数,外部具有根本的操控端子和可编程的操控端子。依据负载机械的详细要求,可挑选多种发动和停机方法、频率上下限设定、多段速运转设定等。频率输出值可用数字键盘设定,或使用输入模仿操控端子来操控电机的速度。变频器所具有的完善的维护功用,可使电机与变频器一起取得多种牢靠的维护。
1 体系的根本结构
变频器体系硬件电路一般能够分红三部分,功率主电路部分、操控电路部分以及检测与驱动电路。本文软件所用渠道为通用变频器的典型交—直—交电压源型主电路结构方法,操控部分选用DSP 芯片TMS320LF2406,体系结构框图如图1所示。
操控体系首要功用包含对直流电压、输出电流、温度、模仿输入等的A/D采样,I/O输入输出,数据通讯及显现,速度检测,毛病检测及电源办理等。本体系选用的是开环V/f操控,其体系操控图如图2所示。
该体系选用电压空间矢量调制技能完结变压变频操控方法,能够由开环给定一个频率值或许由体系中的某一参数和其反应值经过PI调理得到体系的输出频率,经过V/f 曲线得到一个电压值,再由SVPWM波形发生器发生SVPWM触发脉冲,这样就能够经过改动功率器材IGBT 的占空比完结对输出电压的操控,而经过操控逆变桥的作业周期来操控输出频率。
在整个操控体系中,首要包含频率斜坡函数发生器、V/f函数发生器、电流约束调理器、电压约束调理器、转差补偿、力矩补偿、PI调理等操控环节。图2中的操控部分首要由数字化来完结,操控中心由DSP(数字化信号处理器)完结,其时钟频率为40 MHz。
2 体系的软件规划
按操控体系软件在DSP中的功用效果,可分为初始化模块和履行模块两大部分。初始化模块的意图是建立起DSP使用环境;履行模块的意图是完结变频器的操控功用,它又分为主循环模块、中止服务程序模块。主循环模块又称等候循环程序模块,首要履行一些实时性要求不高的闲时功用模块,例如通讯模块、键盘模块和V/f操控模块;中止服务程序模块首要履行一些实时性要求高的功用模块,如SVPWM算法完结输出模块、A/D采样模块、时基模块和软件维护模块。图3和图4别离给出体系的主程序流程图和中止程序流程图。
3 首要功用程序完结
3.1 频率改变输出的加减速完结
电动机在发动和停机过程中,或许是在负载不断改变的过程中,变频器会得到一个阶跃频率给定值,这样将对体系发生过大的冲击,频率斜坡函数发生器的效果便是把阶跃信号值转变为斜坡信号值,使体系的电压、电流、频率和电机转速都能稳定地上升和下降。斜率的巨细由频率加减速时刻决议,本体系有4种可供挑选的加减速时刻,能够经过键盘或操控端子的不同组合来确认,时刻能够准确到0.01 s,调频的分辨率到达0.01 Hz,这首要是经过优化的异步信号调制技能和DSP的高速处理才能来完结的。频率斜坡函数的软件完结如图5所示,在此过程中,为了使输出频率与方针频率严厉共同,采取了一些细节处理,当加减速时刻较短时,在加减速的过程中,每次频率调理的data或许> 0.01 Hz,因而当方针频率fn和被调理频率fc之差驻f *与驻f不成整数倍时,会形成方针频率与输出频率不共同。即
因而,最终一次调理的频率是data0,频率改变的详细流程图如图5所示。
3.2 带力矩补偿的V/f曲线的完结
在电机的发动过程中,因为电机阻抗压降的影响,并不能确保电机为恒磁通,尤其在刚发动时,电机的阻抗压降更不能疏忽。关于一般的通用变频器而言,V/f操控曲线的设置是其间心功用,既能够事前设置好固定的带转矩提高可挑选的V/f曲线,也能够依据负载详细要求由用户自己设置曲线形式。详细如图6 所示,其间:fmin 为最低输出频率,fA为中心输出频率,fB为根本输出频率,fmax为最高输出频率,Vmin最低输出电压,VA为中心输出电压,VB为根本输出电压,Vmax为最高输出电压。
由给定的频率f,就能够由V/f曲线得出输出电压值UAC,流程图如图7所示。
3.3 毛病维护
本体系中的毛病维护是经过硬件中止来完结的,由DSP的引脚PDPINTA向CPU请求中止,CPU呼应中止后,首要关断SVPWM 波形发生器,然后检测中止源,设置毛病标志,经过通讯中止及时向上位机送出毛病类型。其流程如图8所示。