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dsPIC及其在交流变频调速中的应用研究
在现代交流调速中,越来越多地采用交流变频调速。PWM变频器与鼠笼型电机的结合,就性价比而言是公认的优选方案。Microchip公司生产的16位微处理器DSPIC30F4012具有片内波形发生器,是专为电机高速控制而设计的。本文引入了dsPIC30F4012芯片,并介绍采用它与IPM模块结合实现的全数字化SPWM变频调速系统的构成及基本算法。系统主电路采用交直一交电压型变频方式,逆变电路采用三菱电机推出的第4代智能功率模块PM100CVA120,给出实验结果。实验结果表明,系统有较
系统频率为80MHz,SPWM的正弦控制波频率由键盘设置,dsPIC30F4012微处理器通过计算把存储在片内EPROM中的正弦函数的数据送到6通道的电机专用PWM控制器。波形发生器产生的三相互补的SPWM信号经PWMO~PWM5端输出,送至IPM驱动信号输入端。为保证系统安全工作,逆变器设置了过流、过压、过热、缺相、短路、过载等多种保护功能,所有保护信号均通过一组中断逻辑送至dsPIC30F4012的FLTA脚。只要任何一路保护起作用,都将封锁6通道的电机专用PWM控制器输出,禁止三相PWM波的产生,及时对IPM驱动电路进行封锁,保护IPM及其他电路不致损坏。
2.2系统软件设计
式中Tc为三角波周期,M为调制度,ω为正弦波的角频率,te为采样时刻。
其中T为正弦波的周期。在用微机产生SPWM波形时,为使三相SPWM波形对称,调制比N应为3的整数倍。从消除谐波考虑,N越大越好;但N的值要受到功率开关器件的开断频率和计算机运算速度的限制。这里采用分段同步调制的方法,不同频率段N值不同,将正弦函数按载波比N离散制成表,并将半载波周期也制成表,微机通过查表法与实时计算法相结合,计算出脉宽值送入PDCX中去。
式中:fosc为晶振频率;fpwM为MCPWM输出波形频率(载波频率),fPWM=Nfmin。fsin为正弦调制波频率,fsin=1/T。fPWM=1/Tc。系统软件由主程序、故障中断子程序、显示子程序、键盘服务程序、MCPWM中断、A/D采样中断子程序等组成。主程序主要完成系统的初始化,并根据显示模式计算要显示的数据并送显示,键盘扫描及服务处理,输入数据的码制变换等。故障中断子程序中,视故障性质完成自处理或故障报警,封锁触发脉冲、跳闸等。图3为主程序流程。由于本芯片特点之一是有完善的保护功能,只要在PTCON命令寄存器中写入相应的控制命令字,系统就能在发生故障时立即封锁脉冲。在FLTA中断服务程序中,通过读取不同的I/O口来进一步识别是发生了何种中断,并显示。图4为MCPWM中断子程序框图。
3 实验结果与结论
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