基于dsp和svpwm應(yīng)急通風(fēng)逆變器研制1

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1、基于DSP和SVPWM應(yīng)急通風(fēng)逆變器研制張輝，劉志剛，周鑫（北方交通大學(xué)電氣工程學(xué)院，北京100044）???摘要：文中敘述了三相逆變器空間電壓矢量（SVPWM）控制的基本原理。介紹了TMS320F240用軟件生成對(duì)稱空間電壓矢量的方法，特別是針對(duì)高精度V/F值控制的應(yīng)急通風(fēng)機(jī)對(duì)交流變頻調(diào)速的要求，通過(guò)檢測(cè)直流側(cè)電壓實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入電壓波動(dòng)的前饋補(bǔ)償，以提高輸出電壓精度，改善輸出電流波形。最后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了其可行性。??關(guān)鍵詞：空間矢量脈寬調(diào)制；逆變器；TMS320F240DevelopmentofemergencyventilationinverterisbasedonDSPandSV

2、PWMZHANGHui，LIUZhi-gang（SchoolofElectricalEngineering，NorthernJiaotongUniversity，Beijing100044，China）Abstract：TheprincipleofSpaceVectorPulseWidthModulationcontrolofthreephaseinverterispresented.ThesymmetricspacevoltagevectorrealizedbyTMS320F240insoftwareisintroduced.Especially,aninverterdesigne

3、dforconstantV/Femergencyventilatorisperformed.Thedetectionofdc-linkvoltageisusedforcompensatinginputvoltage.Asaresulttheaccuracyofoutputvoltageisadvancedandthewaveofoutputcurrentisimproved.Theexperimentresultshowsthattheschemeisreliable.Keywords：SVPWM；inverter；TMS320F240一、?引言???在地鐵車輛內(nèi)設(shè)置一套合理的空調(diào)、

4、采暖、通風(fēng)系統(tǒng)是提高乘坐舒適性必不可少的。這套系統(tǒng)從空氣的溫度、濕度、潔凈度以及氣流速度等方面對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)進(jìn)行控制，從而滿足空氣舒適性的要求。列車正常運(yùn)行時(shí)，車廂內(nèi)通風(fēng)換氣系統(tǒng)可滿足以上要求；但當(dāng)交流動(dòng)力電源失效時(shí)，空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)自動(dòng)轉(zhuǎn)入應(yīng)急通風(fēng)，應(yīng)急通風(fēng)使用空調(diào)蒸發(fā)風(fēng)機(jī)，由蓄電池提供110V電源通過(guò)逆變器給風(fēng)機(jī)供電，向車內(nèi)送入新風(fēng)，以保障乘客的健康和安全。鑒于此，研究適合于空調(diào)風(fēng)機(jī)使用的逆變電源是本文設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。???根據(jù)技術(shù)條件，在蓄電池組的電壓波動(dòng)-30%-+20%范圍內(nèi)，逆變電源必須為風(fēng)機(jī)提供電壓波動(dòng)不超過(guò)±5%，頻率在±1%范圍內(nèi)，并且總的諧波含量小于3%的三相交流電壓，其額

5、定輸出容量5KVA（380V,50Hz），該逆變器需降壓降頻（V/F為常數(shù)）輸出，輸出電壓268V，頻率35Hz，轉(zhuǎn)換效率大于90%，并且在-20-+55℃工作環(huán)境下均能可靠地運(yùn)行。二、?空間電壓矢量PWM原理???在電氣傳動(dòng)中，三相逆變器PWM波形的發(fā)生一般采用SPWM法，但是常規(guī)SPWM算法直流電壓的利用率比較低，逆變器輸出線電壓的最大幅值為0.866Ud。空間矢量PWM方法可以使逆變器輸出線電壓幅值較SPWM方式提高15%，輸出線電壓幅值最大可達(dá)Ud，且在同樣的載波頻率下，SVPWM方式逆變器開(kāi)關(guān)次數(shù)減少，開(kāi)關(guān)損耗降低[1]。應(yīng)急通風(fēng)逆變器的蓄電池供電電壓波動(dòng)范圍很大，為了能夠

6、逆變出使空調(diào)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)良好的最佳電壓，需要在直流端采用容量大的電容，成本比較高。所以我們必須最大限度的利用直流電壓，減少硬件設(shè)備的投入，采用電壓空間矢量PWM算法。???空間電壓矢量脈寬調(diào)制采用調(diào)制周期一定和對(duì)稱變更脈寬的方法調(diào)節(jié)逆變器的輸出電壓和頻率，典型的三相逆變器結(jié)構(gòu)如圖1所示。??????圖1、三相逆變器結(jié)構(gòu)圖??????圖1所示電路中，可通過(guò)三相橋式電路來(lái)按一定的規(guī)律控制三對(duì)橋臂開(kāi)關(guān)管的通和斷，同時(shí)可將直流側(cè)電壓VDC變換為三相正弦電壓Va、Vb和Vc并輸出。由于橋式電路的上下橋臂開(kāi)關(guān)管的通斷狀態(tài)是互為反向的，因此，三相橋式電路各橋臂的通斷狀態(tài)只有8種。三相相電壓Va、Vb和

7、Vc與橋臂的通斷狀態(tài)的關(guān)系如下[2]：??????通過(guò)坐標(biāo)變換，可將三相坐標(biāo)系變?yōu)槎嘧鴺?biāo)系。????????由于逆變橋中，功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)狀態(tài)組合一共只有8個(gè)，則對(duì)應(yīng)于開(kāi)關(guān)變量矢量[abc]T在d-q坐標(biāo)系中的Vds、Vqs也只有有限種組合，Vds、Vqs是空間矢量分解得到的子軸分量，它們的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所列。表1中Vds、Vqs被稱為基本空間矢量的d-q軸分量，每個(gè)基本空間矢量與合適的功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)命令信號(hào)組合（c、b、a）相對(duì)應(yīng)，如表1最后一列所示