


下載本文檔
版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
1、基于DSP的SPWM不對(duì)稱規(guī)則采樣算法的分析與實(shí)現(xiàn) 摘要:本文以高性能數(shù)字信號(hào)處理芯片TMS320F2812為核心,設(shè)計(jì)生成了基于不對(duì)稱規(guī)則采樣算法的SPWM波形,鍵盤輸入?yún)?shù)設(shè)定調(diào)制波頻率。本文首先分析了不對(duì)稱規(guī)則算法的原理,接著設(shè)計(jì)了基于TMS320F2812芯片的軟件設(shè)計(jì)流程,最后在數(shù)字示波器上顯示了實(shí)驗(yàn)波形,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的有效性和可行性。1 引言在三相逆變器中,SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation)技術(shù)是最為先進(jìn)的 2. SPWM 算法原理3PWM 技術(shù)利用全控型器件的導(dǎo)通和關(guān)斷把電壓變成一定形狀的電壓
2、脈沖序列,實(shí)現(xiàn)變壓、變頻控制并且消除諧波,而SPWM 算法是以獲得正弦電壓輸出為目標(biāo)的一種脈寬調(diào)制技術(shù)。 為了得到正弦波,需要輸出一組連續(xù)的幅值相等而寬度不相等的矩形波,實(shí)現(xiàn)過(guò)程為:正弦調(diào)制波與三角載波相交,交點(diǎn)產(chǎn)生控制功率開(kāi)關(guān)器件的信號(hào),經(jīng)相應(yīng) 用軟件方式實(shí)現(xiàn)SPWM 的算法包括:自然采樣法,規(guī)則采樣法(對(duì)稱規(guī)則采樣法,不對(duì)稱規(guī)則采樣法)。自然采樣法在計(jì)算SPWM 波的脈寬時(shí)要解超越方程,不適合用于實(shí)時(shí)控制。在實(shí)際控制應(yīng)用中,為減少諧波分量,多采用不對(duì)稱規(guī)則采樣法(如圖1 所示)。實(shí)踐證明,不對(duì)稱規(guī)則采樣法所形成的階梯波比對(duì)稱規(guī)則采樣法更接近于正弦波,特別是當(dāng)載波比N=3或3 的倍數(shù)時(shí),前者
3、的輸出電壓中不存在偶次諧波分量,其它高次諧振波分量的幅值也較小,并且當(dāng)逐漸增大調(diào)制率,使脈寬調(diào)制向輸出方波過(guò)渡時(shí),采用不對(duì)稱規(guī)則采樣,不會(huì)像自然采樣那樣產(chǎn)生基波幅值跳躍的現(xiàn)象。所謂不對(duì)稱規(guī)則采樣法,是指既在三角波的頂點(diǎn)位置又在底點(diǎn)位置對(duì)正弦波進(jìn)行采樣,此階梯波與三角波的交點(diǎn)所確定的脈寬,在一個(gè)三角波的周期內(nèi)的位置是不對(duì)稱的,如圖1 所示。在這里,采樣周期Ts 是三角波周期Tt 的1/2,即Ts=Tt/2。k1 為偶數(shù)時(shí)是頂點(diǎn)采樣,k2 為奇數(shù)時(shí)是底點(diǎn)采樣。而非對(duì)稱規(guī)則采樣法在一個(gè)載波周期里采樣兩次正弦波數(shù)值,該采樣值更真實(shí)地反映了實(shí)際的正弦波數(shù)值。這是單相SPWM 波形生成的數(shù)學(xué)模型,三相正弦
4、電壓彼此相位差2 / 3 ,要用三條相位相差2 / 3的正弦調(diào)制波與同一三角形載波來(lái)生成三相SPWM 波形,可以推得以下公式:對(duì)于觸發(fā)時(shí)間的求解公式,根據(jù)輸入調(diào)制頻率可計(jì)算載波比N。為了增強(qiáng)系統(tǒng)的運(yùn)行速度,當(dāng)選定載波比N 后,正弦函數(shù)sin(k / N)在三角載波各頂點(diǎn)和底點(diǎn)時(shí)刻的采樣值可先計(jì)算制成表格,放入ROM 中,供程序在線運(yùn)算時(shí)調(diào)用。可以根據(jù)負(fù)載壓頻U/f 曲線實(shí)時(shí)計(jì)算調(diào)制比M值。由于三相交流輸入相位相差2 / 3,從正弦函數(shù)表中查詢某一時(shí)刻k 值的函數(shù)值sin(k / N) ,賦給U 相后,查表指針向前移動(dòng)2 / 3 ,查得sink(1 /N+2 /3),得到V相,指針再向前移動(dòng)2
5、/ 3 ,查得sin(k1 / N + 4 / 3) ,得到W 相。3DSP 實(shí)現(xiàn)不對(duì)稱規(guī)則采樣算法的原理在本文中我們通過(guò)TI 公司32 bit 控制器TMS320F2812 來(lái)實(shí)現(xiàn)SPWM 算法。TMS320F2812的波形發(fā)生器屬于DSP 芯片的外部事件管理模塊,占用CPU 的時(shí)間很少,可以方便地生成6路帶編程死區(qū)和輸出極性的PWM 波2。通過(guò)對(duì)比較單元的寄存器進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)置可以方便地生成所需的SPWM 波。TMS320F2812 有兩個(gè)事件管理器模塊(EVA 或EVB),每個(gè)EV 都內(nèi)含2 個(gè)通用定時(shí)器,三個(gè)全比較單元,死區(qū)單元及輸出邏輯,事實(shí)上一個(gè)事件管理器模塊就可以生成三相六路SPW
6、M 脈沖波形。為了產(chǎn)生PWM 輸出,通過(guò)設(shè)定通用定時(shí)器T1(我們使用EVA 中的T1)的周期寄存器T1PR,并選擇通用定時(shí)器T1 處于連續(xù)增/減計(jì)數(shù)模式,以產(chǎn)生SPWM 算法中的對(duì)稱三角波載波信號(hào)。定時(shí)器計(jì)數(shù)器T1CNT 從0 遞增到T1PR,然后再?gòu)腡1PR 遞減到0,循環(huán)計(jì)數(shù),同時(shí)比較寄存器(CMPRx ,x=1、2、3)的值不斷地與定時(shí)器計(jì)數(shù)器的值進(jìn)行比較,當(dāng)兩個(gè)值發(fā)生匹配后,比較單元的輸出信號(hào)送入PWM 電路中的對(duì)稱/非對(duì)稱波行形發(fā)生器,由它產(chǎn)生一路PWM 脈沖信號(hào),再經(jīng)過(guò)死區(qū)單元以及輸出邏輯后,產(chǎn)生一對(duì)具有可編程死區(qū)的可以驅(qū)動(dòng)同一橋臂IGBT 的互補(bǔ)信號(hào)PWMy,y+1。當(dāng)兩個(gè)功率器
7、件串連放在主電路中組成一個(gè)橋臂時(shí),上下兩個(gè)器件絕對(duì)不能同時(shí)導(dǎo)通,否則會(huì)發(fā)生短路。因此導(dǎo)通上一橋臂的PWM 須互不重疊,這就要求一個(gè)器件導(dǎo)通前,另一個(gè)器件要完全關(guān)閉,所以需要一個(gè)延遲的死區(qū)時(shí)間。如圖2 示,比較單元1、2、3 的對(duì)稱/非對(duì)稱波形發(fā)生器提供的輸入信號(hào)PHn(n=1,2,3)作為死區(qū)單元的輸入,對(duì)于每一個(gè)輸入信號(hào)PHn ,死區(qū)單元產(chǎn)生兩路輸出: PHx 和PHx_。如果死區(qū)單元未被使能,那這兩路輸出的信號(hào)是完全相同的;當(dāng)死區(qū)單元使能時(shí),兩路輸出信號(hào)的跳變沿被一段死區(qū)時(shí)間間隔開(kāi)。4.DSP 軟件設(shè)計(jì)整個(gè)程序分為主程序和中斷子程序兩大部分。主程序任務(wù)是:初始化啟動(dòng)系統(tǒng)后,掃描鍵盤輸入,更
8、新調(diào)制波頻率fm,根據(jù)調(diào)制波頻率fm計(jì)算載波比N 和定時(shí)器T1 周期寄存器的值,由負(fù)載壓頻U/f 曲線計(jì)算調(diào)制比M,并將N 值,M 值等信息顯示液晶 定時(shí)器T1 中斷子程序:完成三個(gè)比較寄存器(CMPRx ,x=1、2、3)的計(jì)算、賦值,用于更新PWM1PWM6 的占空比。定時(shí)器T2 周期中斷,用于掃描按鍵,更新調(diào)制波頻率fm。PDPA 中斷,用于保護(hù)功率模塊,一旦PDPA 腳為低便封鎖PWM1PWM6。主程序流程圖與中斷子程序流程是程序的主要組成部分,詳細(xì)見(jiàn)圖(3)、圖(4)。5實(shí)驗(yàn)波形及結(jié)論通過(guò)鍵盤設(shè)定調(diào)制波頻率,我們?cè)O(shè)定為25Hz,用數(shù)字示波器測(cè)量PWM1/CMP1 引腳,所得實(shí)驗(yàn)波形如圖5 所示。從圖中可知,PWM 波形的占空比
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 針織品設(shè)計(jì)與創(chuàng)新思維考核試卷
- 鐵路橋隧工程加固與維護(hù)技術(shù)考核試卷
- 洗浴服務(wù)行業(yè)服務(wù)品質(zhì)保障體系建設(shè)考核試卷
- 集成電路的射頻識(shí)別技術(shù)考核試卷
- 紅色旅游資源的音像制品開(kāi)發(fā)考核試卷
- 鑄造行業(yè)環(huán)境保護(hù)與廢棄物處理考核試卷
- 耐火材料在玻璃制造工藝中的改進(jìn)考核試卷
- 心腦血管疾病預(yù)防控制知識(shí)
- 幼兒園預(yù)防疾病小常識(shí)
- 新生兒藥效學(xué)分析
- 安全技術(shù)交底記錄桿塔組立施工
- 把信送給加西亞(英文版)
- 超星爾雅學(xué)習(xí)通《森林資源經(jīng)營(yíng)管理》章節(jié)測(cè)試含答案
- 大學(xué)學(xué)生代表大會(huì)流程課件
- 尾礦庫(kù)堆壩模型試驗(yàn)
- 福建省普通公路建設(shè)項(xiàng)目施工單位管理標(biāo)準(zhǔn)化指南(共119頁(yè))
- A類機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)(共6頁(yè))
- 《心電監(jiān)護(hù)》ppt課件
- 土地整治項(xiàng)目管理PPT
- GB∕T 40754-2021 商場(chǎng)公共設(shè)施服務(wù)規(guī)范
- 會(huì)計(jì)工作證明模板
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論