基于DSP的矢量控制变频调速异步电机系统的控制系统软件设计

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    DSP Software Design of Induction Motor Controlled by Vector
摘要：本文运用矢量控制并结合空间电压矢量调制技术，开发了以TI公司的电机控制专用DSP芯片TMS320LF2407为核心的、低成本、调速性能好的变频调速系统，设计了控制系统的软件部分，给出了矢量控制系统软件流程和各子模块的具体实现。
关键词：数字信号处理器； 异步电机； 矢量控制；  变频调速系统
Abstract: Based on vector control and space voltage vector modulation technology, a suit of frequency conversion timing system with low cost and good timing quality is developed, by using the digital signal processor, TMS320LF2407 of TI. The software flow and child modules of the vector control system based on DSP are presented.
Key words: DSP;   induction motor;   vector control;    frequency conversion timing system
1 引言
随着电力电子技术和微处理器的迅速发展，高性能的异步电动机调速系统得到了广泛的应用[1]。矢量控制技术具有控制精度高、低频特性优良、转矩响应快的优点，成为高性能变频调速系统的首选方案，特别是数字信号处理器(DSP)的广泛应用，使矢量控制技术逐渐进入了实用化阶段[2-4]。本文的目的是运用矢量控制并结合空间电压矢量调制技术，充分利用TI公司的电机控制专用芯片TMS320LF2407的片内资源，开发一个低成本，调速性能好的矢量控制变频调速异步电机系统，本文仅对控制系统的软件设计部分进行了论述。
2 系统软件总体设计
矢量控制变频调速控制系统的软件设计是本系统设计的核心内容，系统运行性能的好坏在很大程度上取决于控制系统软件质量的高低。
本系统的软件主要分为两部分：一是上位机的监控显示程序；二是下位机的控制程序。上位机主要负责电机参数设定，包括转速设定及显示等；下位机主要负责电流采样、转速采样、矢量变换、PWM输出、故障输出等。
下位机的软件设计可简单分为两个部分：一个是系统的初始化，一个是控制运行模块。其中第一个模块只在系统上电时执行一次，而第二个模块在每次PWM下溢事件发生之后都将从等待循环中唤醒，当中断标志被设置后，相应的中断服务程序ISR就将执行，整个矢量控制算法都在中断子程序中完成，其调用的频率与PWM的输出频率一致。整个软件的系统框图如图1所示。


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3 系统软件的具体实现
3.1 相电流检测模块
该模块的主要功能在于把采样得到的两路定子相电流模拟信号转换成数字信号。具体的采样过程如图2所示：



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处理结果如图3所示。



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