作者：孙筠，林忠岳，陈小丽
关键词：无速度传感器；空间矢量脉宽调制；矢量控制；数字信号处理器
Abstract:
This paper presents a SVPWM control method in speed sensorless vector control
system. Ac- cording to that a digital motor drive system based on TMS320F240 is
given. Also the improved rotor flux estimation model and the adaptive speed
estimation model are built separately. The experiment results with the induction
motor prove this control method can achieve better
performance.
Key words: speed sensorless; SVPWM;
vector control(FOC) ; DSP
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引言
在异步电机变频调速系统中，为了达到高精度的转速闭环控制及磁场定向的需要，必不可少的要在电机轴上安装速度传感器，使其应用受到工作环境和使用条件等方面的限制，并在一定程度上降低了调速系统的可靠性。因此无速度传感器矢量控制系统由于调速范围宽、速度响应快而成为高性能变频调速领域中最受重视的课题之一。本文从矢量控制理论出发，重点讲述了空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)的控制方法，并借助以DSP为核心的调速装置进行了控制实验，取得了令人满意的结果。
2
SVPWM的控制策略
空间电压矢量PWM法以三相对称正弦波电压供电时交流电机的理想磁通圆为基准，用逆变器不同的开关模式所产生的实际磁通去逼近基准圆磁通，并由它们比较的结果决定逆变器的开关状态，形成PWM波形。由于该控制方法把逆变器和电机看成一个整体来处理，所得模型简单，便于DSP实时控制，并具有转矩脉动小、噪声低、电压利用率高的优点。[2]
2．1
SVPWM的基本原理
图1绘出了三相PWM逆变器供电给异步电机的原理图，为使电机对称工作，必须三相同时供电。如把上桥臂器件导通用“1”表示，下桥臂器件导通用“0”表示，并依ABC相序依次排列，则根据逆变器各桥臂开关状态的不同，可以得到如图2所示的8个基本空间电压矢量。其中非零电压矢量
相位不同的新的空间电压矢量，最终构成一组等幅不同相位的空间电压矢量，从而形成尽可能逼近圆形的旋转磁场
2．2
SVPWM的控制算法
从图2可看出，通过这些基本的空间矢量可以将整个空间划分成6个扇区。考虑图中所示的参
3
无速度传感器矢量控制系统的构成
系统采用基于转子磁场定向的矢量控制方法，根据上述的控制思想，可得如图3所示的结构框图。该系统采用PI自适应法估计速度，用改进电压型转子磁链模型估算转子磁链，其中ASR、ATR和AΨR均采用PI控制。主回路采用交一直一交电压型逆变器提供电机电压，控制回路以TI公司的DSP(TMS320F240)为核心，并配以驱动、隔离、保护等电路，保证了系统的安全运行。
