● 摘要
摘要本文以国家高技术研究发展计划（“863”计划）子课题“面向数控铣和加工中心的嵌入式伺服驱动关键技术及实验研究”（子课题编号：2004AA424313）为依托，对变频器的基于DSP硬件系统和采用SPWM控制算法的软件系统进行了研究。随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展，变频器以其优异的调速性能、良好的控制特性和明显的节能效果，已成为交流调速系统之中的主力军。本文研究基于数字信号处理器DSP TMS320LF2407A的SPWM电压型变频器技术，被控对象为一台7.5KW的三相异步电动机，目标是使所研制的变频器具有良好的调速性能，并且安全可靠地运行。本文研究内容包括变频器的硬件系统和软件系统两大部分。在硬件系统方面：本文通过对硬件电路的深入分析和参数的认真计算，设计了基于TMS320LF2407A的硬件平台。该硬件平台包括交－直－交拓扑结构的主电路、控制电路、IGBT驱动电路、开关电源电路、故障保护电路、键盘和显示电路。故障保护电路是变频器硬件系统的重要组成部分，本论文硬件系统的故障保护有过压、欠压、短路、过热和掉电保护。在软件系统方面：在选择VVVF的调制方法中，本论文采用了正弦脉宽调制（SPWM）技术，该调制技术不仅具有谐波含量低，滤波器设计简单，容易实现调压、调频功能等优点，而且调速性能满足本论文的项目要求。本文在分析SPWM不对称规则采样法的基础上，设计了变频器的整个软件控制系统。该软件系统包括主程序、PWM波形发生程序、周期中断程序、故障保护程序、键盘和显示程序。最后，本文研制出两台变频器原理样机。自2005年12月中旬至今在安徽迈思特轴承有限公司自动轴承磨床MZ1410S、MZ1412上使用。该变频器完全满足MZ1410S、MZ1412自动轴承磨床调速需要，运行效果令人满意，得到了用户认可，这有力验证了设计的正确性。关键词： DSP，TMS320LF2407A，SPWM，变频器