在现代交流调速中,越来越多地采用交流变频调速。PWM变频器与鼠笼型电机的结合,就性价比而言是公认的优选方案。Microchip公司生产的16位微处理器dsPIC30F4012具有片内波形发生器,是专为电机高速控制而设计的。本文引入了dsPIC30F4012芯片,并介绍采用它与IPM模块结合实现的全数字化SPWM变频调速系统的构成及基本算法。系统主电路采用交直一交电压型变频方式,逆变电路采用三菱电机推出的第4代智能功率模块PM100CVA120,给出实验结果。实验结果表明,系统有较好的控制效果,具有较高性价比,有广泛的应用前景。
一、控制芯片dsPIC30F4012介绍
dsPIC30F4012是Microchip公司专门为电机高速控制所设计的一种16位微处理器。它有1个16位CPU和1个DSP内核。当内部时钟频率为最高120MHz时,进行一次16位×16位运算,为8.3ns；另外包括2048B的寄存器RAM,48KB的片内程序空间,1024B的EEP—ROM,中断7个I／O口共21条I／O口线；有1路全双工的UART功能模块,1个同步串行SPI功能模块,1个I2C串行通信模块和1个CAN串行通信模块；片内设有1个6通道的A／D转换器,工作在10位模式,采样保持时间、转换时间、阀值检测方式和零偏补偿校正均可编程；5个16位定时器；有4路捕捉器、2路比较／标准脉宽调制单元(PWM)模块；1个6通道的电机专用MCPWM控制器。
dsPIC30F4012片内MCPWM电机专用PWM控制器,是其特色设计之一。这一设置大大简化了产生PWM波形的控制软件和外部硬件,通过编程可产生独立的、具有相同频率和工作方式的三相6路PWM波形,并由RE口直接输出6路PWM信号给逆变器,且三相互补不重叠。每个引脚驱动电流达25mA。为防止同一桥臂上2个功率管发生直通造成短路,该发生器还可通过编程设置死区互锁时间,在外部时钟10MHz经内部8倍频后系统时钟为80MHz时,死区时间范围根据分频系数的不同分为:①系数为1∶1时,在50ns～3.15μs之间；②系数为1∶2时,在100ns～6.3μs之间；③系数为1∶4时,在200ns～12.6μs之间；④系数为1∶8时,在400ns～25.2μs之间。
二、系统组成及基本算法
1、系统硬件组成
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