正弦逆变器控制软件的设计
3.1 HSPWM控制方式软件实现
如图4所示,SPWM波是用三角波和正弦波相交比较而得到的。采用DSP产生SPWM波的设置如下:
三角波的获得是将事件管理器计数模式设置为连续增减计数,其计数从0增到TxPR再减到0,其周期为2TxPR,即载波的周期为2TxPR。由于正弦波采用在线计算会影响运行速度,所以采用离线计算方法。在程序开始时.按照规则采样法计算nTe处的正弦值(即三角波和正弦波比较点的值),并存于数组中,需要时通过中断调用该值。
SPWM波的获得是在DSP事件管理器的比较单元工作时,通用定时器的计数器TxCNI’的值与比较寄存器CMPRx的值不断进行比较。当二者匹配时,PWM电路按照输出逻辑输出二路极性相反的PWM波。在逆变器控制中,载波比固定,半个周期内输出的脉冲个数、占空比固定,TxPR值固定,形成SPWM正弦波的CMPRx的值为TxPRMsinomTc,所以,在计数器计数最大时(TxCNll-TxPR,即三角波凸点处)中断.更新CMPRx的值,就可以输出SPWM。
HSPWM控制信号Uvi与Uv2、Uv3与Uv4极性相反。在DSP中只需要两个全比较单元。如UV1与UV2控制信号,在前半周期,CMPRx设置为0,则输出相对应的高、低电平控制信号,在后半周期,利用中断更新CMPRx的值即可获得图3所示的UVI与Uv2控制信号UV3与UⅥ控制信号。同理可获得。产生HSPWM控制信号的软件流程如图6所示。
3.2 PI算法的软件
采用平均电压反馈的逆变器,需要采样输出电压的平均值。电压采样值低于3.3V可直接输入DSP的A/D通道进行转换以获得Vf(k),再确定Kp和K1即可。
在实际应用中,还需对PI调节器加以限制.当偏差值输入较大时,输出值会很大,可能会使输出饱和,这样对开关管有很大的冲击,而且会导致系统不稳定。所以需要对PI调节器的输出限幅,即当I u(k)|>umax时,令u=umax或u=umin。
另外,PI控制器中积分环节的目的主要是消除静差、提高精度。但在电压大幅度变化如启动、结束时,在短时间内系统输出有很大的偏差.会造成PI运算的积分积累,从而引起较大的超调.导致系统的振荡。根据实际情况,设定阈值δ>0。当le(k)I>δ时.
采用DSP控制,这样可避免过大的超调,而且保持较快的响应速度。当le(k)|≤ω时,采用PI控制,可保证系统的控制精度。具体程序流程。
4 实验及结论
以DSP控制4kW、230V、400Hz逆变器时的各部分波形如图8所示。实验结果表明,基于DSP控制的逆变器可以满足要求。
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