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基于 SVPWM 电机控制系统中电流环的设计
摘要:介绍了 SVPWM 机理,设计了伺服电机的电流环控制的软硬件方
案,对电流环伺服控制策略进行了研究,分析了电流采样原理,并对电机驱
动中逆变器的死区补偿问题做了一些探讨,最后详细介绍了电流环中断的软
件实现方法。
关键词:空间矢量脉宽调制;逆变器;死区补偿
DesignofCurrentLoopforMotorsControlSystemBasedonSVPWM
SUNJie,LUANZhong-quan
Abstract:IntroducetheSVPWM,designthesoftwareandhardwaresche
meofcurrentloopinservomotor,studythecontrolstrategy,analyzethecu
rrentsampling,anddosomeresearchtokeeptheforcerippleofloadmotor
andcompensatedeath-timeinmotorinverter.Atlast,thesoftwarerealizatio
nplanaboutcurrentloopinterruptionwasfocusedon.
Keywords:spacevectorpulsewidthmodulation(SVPWM);inverter;
dead-timecompensation
0引言
近十几年来,DSP 控制器广泛应用于电机控制中。TI 公司的
TMS320F2812DSP 具有更完备的外围控制接口和更丰富的电机控制外设电
路。它的事件管理器(EV)含有硬件 SVPWM 产生电路。产生 SVPWM 具
有硬件结构简单,控制精度高,实时性强,软件编程容易等优点。电机控制策
略主要采用三闭环控制,位置环、速度环和电流环。他们的主要的作用是使
误差越来越少,使控制精度更高更准确更迅速并实现自动控制。其中电流控制
环是一个内环,SVPWM 控制算法的实现主要集中在电流环上。在一个电流环
周期内需完成反馈电流的采样、电压死区补偿和输出电压等运算。它的性能
指标好坏,特别是动态特性,将全面影响速度环和位置环,从而影响整个伺服
系统。
1SVPWM 与电机的电流环控制
在电机变频调速中,脉宽调制技术已经得到了广泛的应用。而空间矢量
脉宽调制(SVPWM)方法与经典的脉宽调制方法相比,具有直流电压利用
率高、控制简单、损耗较小、便于数字化方案实现等优点,广泛应用在电机
控制中。
1.1SVPWM 机理
空间矢量 PWM指的是三相功率逆变器中的六个功率管的一种特殊的开
关方式。空间矢量 PWM方法的实质就是利用六个功率管
的八种开关组合方式给出电机的供电电压向量。通过 α-β 坐标变换,把 8
种状态组合对应的相电压映射到 α-β 坐标平面,即将(a,b,c)3 个向量垂直
映射到一个二维坐标(α-β 坐标),这样就可以得到 6 个非零向量和 2 个零向
量.6 个非零向量构成一个六边形,相邻向量之间的夹角为 60°,2 个零向量处
于原点,如图 1 所示.


















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