国民经济的快速发展要求交流变频调速系统具有更高的调速精度、更大的调速范围和更快的响应速度,一般的通用变频器由于其性能不高已经不能满足工业应用的需求;同时由于现代电力电子装置正在向高频化发展,开关频率的不断提高使得死区对逆变器输出电压和输出电流的影响越来越严重,本文结合异步电机的SVPWM控制算法,以高性能数字信号处理器为硬件平台设计了风机变频调速系统,实现对系统的信号采集和处理、系统保护以及电机调速等功能,并对死区效应进行了有效的补偿。 本文分析了变频器工的作原理和异步电机各种控制策略,根据系统设计要求,选用了先进的SVPWM技术,该技术控制模型简单,便于微处理器实时处理,能够减少逆变器输出电流的谐波,降低转矩脉动,提高电压利用率。该变频调速系统以TI公司推出的电机专用微处理器TMS320LF2407A DSP为控制核心,其内部集成的电机控制的功能模块使得外围电路的设计大大减少;以智能功率模块(IPM)为主功率器件,其内置的各种保护电路提高了系统的可靠性;对主电路、控制电路、保护电路、检测电路和输入输出电路进行优化设计;使用汇编语言对软件部分进行编写,语法简单、可靠性好、执行效率高;分析了系统软硬件干扰问题并进行了抗干扰设计。 死区是变频设计中必须解决的问题,本文分析了功率因数角、载波频率、死区时间、调制比与死区效应的关系,提出了一种新型的软硬件结合的死区补偿方法,该方法硬件成本低,实时性高,有效改善了死区引起的电流畸变。本变频调速系统在1kW交流异步电动机上进行的实验结果表明该系统设计合理、调速精度高、运行稳定,具有较好的动静态性能。