DSP LF2407 NPC三電平采用恒V/F原理和SHE—PWM方法的逆變

賈亞威++韓懷玉++王鑫

簡介

變速交流感應電機控制需要在所有分支越來越重要的作用產業。在這個領域的一個重要進展是通過引入在過去幾年取得了微處理器控制系統。根據許多不同的逆變器拓撲結構，本文側重于三個層面逆變器。它特別適用于大型電力系統。一DSP（數字信號處理）經常被用來完成這樣的大量的計算量提供小型的采樣時間。在DSP解決方案提供具有很好的精密控制方案性能。

在本文中，一個DSP TMS320LF2407控制系統三電平逆變器采用恒定的VLF的原則，特定消諧脈寬調制（SHE-PWM）的方法已被開發，并仿真和實驗的結果。

一、恒V / F原理

因為能源的發展。設備和微型處理器[L]，變速交流感應馬達供電由開關電源轉換器變得越來越流行。其結果是多更高的效率和性能可以通過以下方式實現這些馬達驅動用更少的噪音產生。最這種共同的原則，就是不斷ViHz原則這需要的幅度和的電壓的頻率施加到電機的定子。保持恒定的比值。通過這樣做，其幅度磁場在定子保持在一個整個操作大致恒定的水平范圍內。因此，（最大）恒轉矩產生能力被維持。當瞬態響應是關鍵，開關電源轉換器也可以方便瞬態電壓和電流的控制施加到電機實現更快的動態響應。從電機理論上講，我們有：

Ex = Es / Em或者Er，Φx為定子磁鏈：fi ；是同步頻率。為了E， / f，不變的，假定施加到三相AC電壓異步電動機是正弦和忽視的電壓整個定子電阻下降。然后我們有，從中可以得出，如果比V /f常數f的變化，然后保持Φm恒定太和轉矩是獨立于電源的頻率。在實際行中，之間的比例定子電壓的幅度和頻率是通常根據這些變量的額定值，或者電機評級。然而，當頻率，因此還電壓低，整個電壓降定子電阻不能忽略，并且必須補償。當頻率超過額定高值。恒V / Hz的原則，還必須侵犯，因為，為了避免絕緣分解，所述定子電壓不得超過其額定值。

二、NPC三電平逆變

大電機驅動器，在柔性不間斷電源（UPS）系統，和高功率逆變器交流電輸電系統（FACTS）需要開關元件，可承受高電壓和電流。為了克服半導體的局限開關，一些新的技術和拓撲結構有被開發出來，如在多個開關元件逆變器的一條腿，串聯連接的逆變器，并聯連接的逆變器的多級無功功率補償器，多個整流器功率因數校正，電動機性能指標的最優化（如諧波電流，轉矩脈動。常見的模電壓，而─軸承電流）。和中點鉗位（NPC）逆變器。 NI T中所示的三電平逆變器，它是正傳統的拓撲風格逆變器，我們使用了兩種的IGCT串聯。

（一）SHE-PWM與DSP LF2407

1. SHE-PWM方法

許多方法已被采用，以獲得良好的在電機驅動系統的輸出正弦波波形。在這種區域[2]，技術是基于以下的方法：

（1）正弦脈寬調制（SPWM）；（2）空間矢量PWM（SV-PWM）；（3）非正弦載波PWM；（4）混合PWM；電池連接；（5）特殊結構； （6）選擇性消諧PWM（SHE-PWM）。

2. DSP TMS320LF2407控制系統

DSP通常用于完成這樣的大型計算的在小的采樣時間數提供。在DSP解決方案提供了先進的控制方案具有非常不錯的表現。DSP的TMS320LF2407。這樣的優點：是的。高性能靜態CMOS技術，基于011TMS320C2XX DSP CPU核心，片上存儲器，引導ROM，兩個事件管理器（EV）模塊（EVA和EVB），外部存儲器接口（LF2407），看門狗（WD）定時器模塊，IO位模擬數字轉換器器（ADC），控制器局域網絡（CAN）模塊。串行通訊接口（SCL），16位串行外設接口（SPI）模塊，鎖相環（我會）基金時鐘發生器，截至40獨立可編程，復用通用輸入/輸出（GPIO）引腳。多達五個外部中斷和電源管理。

三、結論

一個DSP控制系統三電平逆變器與選定消諧PWM方法已建議。SHE-PWM的計算困難方法是通過使用DSP控制器克服。進一步的工作應注重實用的實時實施所設計的系統，并延伸這種方法的各種性能優化索引PWM逆變器。PSCAD結果仿真和實驗表明，所設計系統運作良好，并具有較高的性能。

參考文獻：

[l] Li Li. Dariusz Czarkowski. Yaguang Liu. And Pragasen Pillay. Multilevel Selective I+armonic Elimination PWM Technique in SeriesiConiiected Voltage Inveiters，lEEE TRANS ON IND.APP.，VOL. 36， NO. 1， JANIFEB 2000.