中心議題：

• 空間脈寬調製原理
• 無速度傳感器控製原理
• 空間脈寬調製技術的無速度傳感器控製係統設計

解決方案：

• 無速度傳感器控製係統的硬件設計
• 無速度傳感器控製係統的軟件設計

傳(chuan)統(tong)的(de)異(yi)步(bu)電(dian)動(dong)機(ji)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)測(ce)量(liang)裝(zhuang)置(zhi)較(jiao)多(duo)采(cai)用(yong)光(guang)電(dian)數(shu)字(zi)脈(mai)衝(chong)編(bian)碼(ma)器(qi)
，而(er)它(ta)在(zai)使(shi)用(yong)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)易(yi)受(shou)到(dao)幹(gan)擾(rao)，降(jiang)低(di)了(le)係(xi)統(tong)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)，且(qie)不(bu)適(shi)用(yong)於(yu)惡(e)劣(lie)的(de)工(gong)況(kuang)環(huan)境(jing)。針(zhen)對(dui)以(yi)上(shang)缺(que)點(dian)，本(ben)文(wen)提(ti)出(chu)了(le)空(kong)間(jian)脈(mai)寬(kuan)調(tiao)製(zhi)技(ji)術(shu)(SVPWM)的無速度傳感器控製，利用現代的數字信號處理技術，使得複雜的磁鏈和轉速控製得以實現。並基於DSPTMS320F2812實現了異步電機無速度傳感器的矢量控製。

1空間脈寬調製原理

對dui異yi步bu電dian動dong機ji而er言yan，加jia載zai到dao定ding子zi上shang的de三san相xiang交jiao流liu電dian產chan生sheng旋xuan轉zhuan磁ci場chang
，與yu轉zhuan子zi的de感gan應ying磁ci場chang交jiao互hu作zuo用yong產chan生sheng扭niu矩ju而er使shi轉zhuan子zi旋xuan轉zhuan。空kong間jian脈mai寬kuan調tiao製zhi是shi將jiang定ding子zi的de三san相xiang電dian流liu矢shi量liang由you坐zuo標biao轉zhuan換huan成cheng兩liang個ge等deng效xiao且qie正zheng交jiao的de分fen量liang，其qi中zhong一yi相xiang相xiang當dang於yu磁ci場chang電dian流liu
，另ling一yi相xiang則ze相xiang當dang於yu扭niu矩ju電dian流liu。空kong間jian矢shi量liang控kong製zhi在zai於yu控kong製zhi定ding子zi的de三san相xiang電dian流liu的de大da小xiao
、pinlvhexiangwei，shiqicichangfenliangweichizaizuidarongxuzhi
，tiaojieniujudianliufenlianglaikongzhiniujudedaxiao。bingtongguokongzhinibianqidekaiguanmoshi

，shidianjidedingzidianyakongjianshiliangyanyuanxingguijiyundong，congermingxianjiangdizhuanjumaidong。changyongdesanxiangdianyayuannibianzhudianlujiegourutu1所示。

圖1三相電壓源逆變電路結構圖

三相逆變器共有8種開關狀態(上橋臂導通開關狀態為1
，下橋臂導通開關狀態為0)，

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2無速度傳感器控製原理

wusuduchuanganqideshiliangkongzhijiushitongguojianceyibudianjidexiangdianliuhexiangdianya
，caiyongyidingdeguancejishuguancechuyibudianjidezhuansu，zuoweishiliangkongzhixitongzhongzhuansubihuandezhuansufankui。rutu3所示。

圖3控製原理係統框圖

2.1轉子磁鏈估計
在(zai)轉(zhuan)子(zi)磁(ci)場(chang)定(ding)向(xiang)的(de)矢(shi)量(liang)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)中(zhong)，轉(zhuan)子(zi)磁(ci)鏈(lian)的(de)準(zhun)確(que)估(gu)計(ji)和(he)控(kong)製(zhi)是(shi)影(ying)響(xiang)電(dian)機(ji)控(kong)製(zhi)性(xing)能(neng)的(de)關(guan)鍵(jian)因(yin)素(su)之(zhi)一(yi)。轉(zhuan)子(zi)磁(ci)鏈(lian)估(gu)計(ji)有(you)電(dian)壓(ya)型(xing)和(he)電(dian)流(liu)型(xing)兩(liang)種(zhong)。傳(chuan)統(tong)的(de)電(dian)壓(ya)模(mo)型(xing)算(suan)法(fa)簡(jian)單(dan)
，受(shou)電(dian)機(ji)參(can)數(shu)變(bian)化(hua)影(ying)響(xiang)小(xiao)，但(dan)低(di)速(su)時(shi)觀(guan)測(ce)精(jing)確(que)度(du)較(jiao)低(di)而(er)且(qie)純(chun)積(ji)分(fen)環(huan)節(jie)的(de)誤(wu)差(cha)積(ji)累(lei)和(he)漂(piao)移(yi)問(wen)題(ti)嚴(yan)重(zhong)。傳(chuan)統(tong)的(de)電(dian)流(liu)模(mo)型(xing)不(bu)涉(she)及(ji)純(chun)積(ji)分(fen)項(xiang)，低(di)速(su)的(de)觀(guan)測(ce)性(xing)能(neng)強(qiang)於(yu)電(dian)壓(ya)模(mo)型(xing)法(fa)，但(dan)高(gao)速(su)時(shi)不(bu)如(ru)後(hou)者(zhe)
，而(er)且(qie)受(shou)轉(zhuan)子(zi)時(shi)間(jian)常(chang)數(shu)影(ying)響(xiang)較(jiao)大(da)。

本文將電壓模型和電流模型結合起來估算轉子磁鏈，對電流模型計算的磁鏈進行PI運算，再用PI運算的結果補償電壓模型的磁鏈
，通過調節PI參數的值，使得在高速時電壓模型起主要作用，低速時使電流模型起主要作用，克服了它們的缺點
，提高估算的準確性。

轉子磁場定向控製中，在兩相旋轉坐標係和兩相靜止坐標係中的電流模型轉子磁鏈方程分別如式(2)，式(3)所示：

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根據電壓模型定子磁鏈可以計算得到電壓模型轉子磁鏈：


2.2轉速估計原理
無速度傳感器矢量控製係統的轉速根據磁鏈估計模型輸出的轉子磁鏈進行估計得到。磁鏈矢量關係如式(9)所示：


3控製係統設計

基於無速度傳感器矢量控製原理，選用TMS320F2812作為核心控製器設計控製係統的硬件
，在CCS2000的編譯平台上實現了軟件程序編寫。

3.1硬件設計
無速度傳感器矢量控製係統也是由主電路和控製電路組成。係統以IGBT功率器件構成三相逆變電路。由整流電路
、濾波電路、驅動保護電路和IGBT共同構成交一直一交電壓型通用變頻器主電路。以TMS320F2812為核心構成控製核心，DSP負責采樣電機三相電流
、實現無速度傳感器矢量控製的算法、最後輸出PWM驅動三相逆變橋工作。係統硬件的基本結構如圖4所示。

圖4硬件整體框架

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采用大功率IGBT並聯結構,IR21363S作為PWM驅動芯片，有三個獨立的高壓側和低壓側輸出信號，可以同時輸出六路PWM信號
，PWM工作頻率可達500kHZ,具有欠壓和過電流保護功能。采用霍爾和磁環配合檢測異步電機兩相電流，通過電阻分壓方式檢測直流母線電壓，並通過RC濾波電路濾波，提高了AD采樣的準確性和係統工作的可靠性。

3.2軟件設計
係統軟件采用C語言編寫

，主要包括主程序
、定時器下溢終端子程序，具體程序流程圖如圖5、圖6所示：


4結論

隨著各種控製理論
，數字信號處理器(DSP)的發展以及它們在電機控製中的廣泛應用
，電機的控製技術的發展進入了全新的階段。通過本文的研究可以看出，以TMS320F2812為核心的無刷直流電機控製係統控製精度高、實時性強、係統的功耗低，並且可以實現的控製功能非常豐富，這些都是傳統的控製係統所無法比擬的
，充分體現了DSP控製的優越性。