孙铁成，钟贵烈，卢珍珍，  郭志刚

（哈尔滨工业大学电气工程系，黑龙江哈尔滨1 50001）

    摘要：为降低变频调速系统控制算法的再开发成本，在分析电压窄间矢量脉宽调制( SVPWM)原理的基础上，提出了一种基于Visual C++的交流变频调速试验系统。该系统硬件为基下PCI总线的DSP320F2812运动控制卡，并利用Visuai C++6 0开发了交流变频调速实时控制软件，其****优势在于控制算法程序不用同化在数字信号处理器(DSP)的Flash芯片上，因此在该系统基础上可对控制算法进行二次开发而无须更改任何硬件电路：试验表明，介绍的方案可行，开发的控制软件输c卅降能良好，达到了设计要求，具有实刖性。

    关键词：空间矢量脉宽调制；变频调速：Visual C¨

    中国分类号：TM921. 5l文献标识码：A文章编号：1673-6540( 20091 11-0018-04

0 引 言

    目前，在交流异步电动机调速方面，脉宽调制( PWM）控制技术已广泛应用于高性能变频调速系统。其中空间矢量脉宽调制( SVPWM)技术具有控制简单、电压利用率高、电流波形畸变小、转矩脉动低等优点^{【1 2】}，在实际中得到了广泛应用。

    在变频调速系统中，各种控制算法正得到不断改善。冈此，如何在不用再次开发变频调速硬件系统的情况下可以对控制算法进行二次开发，以降低开发成本将具有广泛的应用价值：VisualC++用于面向对象的可视化编程，可以完成从底层软件到面向用户软件等各种应用程序的开发。本设计利用其开发电机变频调速的控制软件，控制时只需从控制界面选择调制方式及设置一些主要参数，即可实现变频调速，并能实时监测相关波variable frequency speed regulation; Visual C~H形；最重要的是如需改进控制算法，只需在开发环境下对相关程序进行修改即可实现，而无须再修改硬件电路，以及将程序固化到数字信号处理器( DSP)的Flash芯片上，这使电机控制算法的再开发变得更简单。

三相交流调速系统变频主电路如图1所示。图中VT₁- VT₆是逆变器3个桥臂的6个功率开关管，输出电压由对应桥臂上功率器件的开关状态决定，每一桥臂的上下两个开关器件的驱动信号都是互补的。当器件VT₁的门极有驱动信号时，VT₄门极无驱动信号，此时VT₁导通、VT4关断，U_A=U_DC；反之，VT₄门极有驱动信号而VT₁无驱动信号时，此时VT₄导通、VT₁关断，UA=0。

 

 若设每个桥臂上开关器件导通时为1，下开关器件导通时为0，则整个桥臂共有8种开关状

态，即O( 000）、1(001)、2(010)、3(011)、4(100)、5（101）、6(110)、7(111)。其巾，0状态和7状态为各相桥臂中下开关器件或上开关器件同时导通的状态，对』应这两种状态的输出相电压和线电压都为0，称之为零状态，其他6种为非零状态。8种状态对应着8个不同的基本电压矢量，包括6个非零电压矢量（V₁- V₆）和两个零电压矢量(V₀、V₇)：把它们映射到Park复平面下，就可以得出窄问电压矢量图，如图2所示：图中6个非零空间电压矢量幅值相等，相位依次互差60度，把复平面分成6个扇区(如图2中I、Ⅱ、Ⅲ、V、Ⅵ)，2个零矢量V₀和V₇位于圆心。电压SVPWM的目的就是通过控制6个功率开关的8种工作状态来逼近电机工作所需要的任意时刻电压矢量U_out从而达到较高的控制性能。

    图2给出的是在扇区I时的情况，U_out是输出的参考相电压矢量，其幅值代表相电压的幅值，其旋转角速度为输出正弦电压的角频率。U_out可由V₁和V₂线性时间组合来合成，它等于T₁／T_c倍的V₁和T₂／T_c倍的V₂的矢量和。其中T₁和T₂别是V₁和V₂作用的时间；T_c是U_out作用的时间。

    按照这种方式，在下一个T_c期间，仍然用V₁和