-- 20 M IP S 的处理能力, 而且片内还集成了
丰富的外设功能模块: 双 10 位A ?D 转换器, 28 个可 独立编程的多路复用 I?O 引脚, 带有锁相环的时钟模 块, 带中 断的看门狗定时器模块等。特别是 F 240 片内
设置了一个事件管理器可以很容易地产生规则采样
PW M , 可提供 12 路比较 PW M 通道, 3 个具有死区功 能的全比较单元, 3 个单比较单元, 3 个 16 位通用定时 器等, 这一外设装置大大简化了用于产生同步脉宽调 制 PW M 波形的控制
软件和外部硬件, 只需很少的 C PU 干预即可产生所需的 PW M 波, 因而特别适合于 控制需要多 个 PW M 输出的装置, 它集D SP 的信号 高速处理能力及适用于电机控制的优化外围电路于一 体, 且价格便宜, 大大减少了控制系统的体积, 提高了 系统的性能价格比。
D SP 主要包括算术逻辑运算单元A L U 、寄存 器集、辅助算术逻辑单元A RL U 、乘法器、乘法移位 器、累加器、加法移位器、时钟锁相环电路、事件管理 器、内部A ?D 转换器、串行口等主要部分。
F 240 的执行速度很快, 内部采用哈佛结构, 流 水线
作业, 在 20M H z 的内部时钟频率下, 指令周期
仅为 50n s。F 240 内有三块 RAM 区, 这三块 RAM
全部允许在一个指令周期内访问两次, 大大加快了 数据的处理能力。F 240 的A ?D 转换既可以保证采
样到的A 、B 相电流为同一时刻的电流, 又缩短了电 流采样时间, 非常有利于提高调速装置的动态性能。
其还有丰富的、功能强大的中断系统和
常用的 I?O
接口。F 240 的功能使交流调速装置中较复杂的控制 算法编程方便, 大大简化了硬件电路。
3 双 PW M 控制系统硬件分析
文中系统硬件分析如下: 由系统结构图 ( 图 2) 可知, 系统需要检测: 1) 输入电压峰值与过零点; 2) 输出电压大小; 3) 参考给定电压; 4) 电机反馈速度。
图 2 硬件配置框图
F ig. 2 T h e co nf igu ra t io n o f h a rdw a re
D SP 系统根据检测到的输入电压峰值与过零 点、输出电压大小、参考给定电压、电机反馈速度等
信号经过精密运算, 得出空间矢量的各个脉冲的宽
度, 输出 12 路 PW M 控制信号分别控制组成整流器 和逆变器的 12 只 IGB T 管, 通过他们的导通和关 断, 完成交流电机变频调速。
4 双 PW M 变频器控制
方案4. 1 整流器的控制
为了使馈送至电网的电流与电网电压同相位同 频率, 整流器的控制采用功率因数校正方案, 如图
3。直流环节电容器两端的电压与参考电压比较后经
过 P I 环节, 再与三相电源电压U - 2 相乘, 得到与各 相的实际电流相比较, 从而得出相应的一对互补输
出驱动同一相的两个 IGB T , 使得实际电流与其输 出电流同频率同相位, 即功率因数 co sΥ约等于 1, 通
过对直流电压U d 进行闭环控制, 同时能够调节U d
的大小。
图 3 整流器的 PWM 控制框图
F ig. 3 T h e co nf igu ra t io n o f PWM rec t if ie r
4. 2 变流器的 PW M 控制
采用空间电压矢量准优化 PW M 技术的交流变 频调速装置电压利用率为 1。通过 F 240 的比较控制
寄存器 COM CON 可将波形发生器配置为空间电压
矢量模式或比较模式, 其中 F 240 空间电压矢量模 式能非常方便地产生两相调制 PW M 波形。由于两
相调制的空间矢量 PW M 在一个开关周期内始终有 一个桥臂不发生开关动作 ( 如图 4 所示) , 因而这种
控制方法在高载波频率下能明显地减少开关损耗,
对采用 IGB T 等高功率器件的交流变频调速装置具 有更现实的意义。 利用 F 240 产生两相调制空间电 压矢量 PW M 时只需装载空间电压矢量的旋转方向 SV D IR ( 电机的转动方向)、要作用的两相临矢量中 的一个矢量名(D 2 D 1 D 0) 及触发时