1GTR一PWM双闭环矢量控制系统结构及硬件实现电路 系统的结构框图如图1所示，采用1个电流调节器(CR)对定子电流有效值(I:=√I?+I) 进行调节与控制，将定子频率控制信号施加在SPWM调制器的输入端，形成三相平衡的旋转 电压给定矢量。这样要比3个独立的瞬时电流调节器组成的3个电流环结构简单，而且三 相控制准确性高。 控制回路的硬件电路如图2所示。由图可以看出，由2片8031单片微机组成控制核心。 其中，SPWM信号生成和电流环的调节由1片8031和3片Inte!8253专用定时器/计数器组成 的子系统来完成。转速闭环控制、矢量运算及磁通闭环控制由另1片8031组成的子系统来完 成。在每个电流环采样周期，8031·2利用串行口从8031·1接收△I1、01、o:及转差率S信 号。CR的运算和SPWM脉冲形成是独立分别进行的。 在每个三角波周期T。到时，由NTL发出中断信号，进人SPWM计算服务程序中，微机 根据CR输出M值和由值(6=0。+0，=01dt+0,)查得的三角正弦值计算GTR触发脉冲前 沿定时时间t。和宽度定时时间tg1,并把它们分别送给8253·1和8253·2的各3个定时通道 上，系统返回主程序。8253·1和8253·2在脱机状态下自动完成产生SPWM信号的任务。这就 大大节省了CPU工作时，使CR采样周期小于最小脉宽调制周期Tcm1n成为可能，从而保证了 SPiN controller GIR driver K/P XJMe-3 0 1e-.240 Uvercurrent e-jlz signal 1+T2 -KGTR 2-j240 Magnet ic eneryy calculation ·N/T manage M/ 图1双闭环矢量控制系统 Fig.1 Block diagram of double loop control system 电流环的稳定工作。本系统Tcmin=1.6ms,CR采样周期选为1.5ms。 由于定子频率在SR块计算后加入到CR,SR的采样周期和CR采样周期的差应尽量小， 否则导致电动机的U(f不协调，造成磁路饱和甚至过流。SR块计算量较大（矢量运算，磁 能及补偿运算，SR计算等)，当SR块采样周期采用9ms时，电机定子频率o1的给定值和定 子电压给定值M的调节时间上存在的时差最大值为7.5ms,这一时差的存在所造成的影响， 在阶跃给定起动过程中尤为严重，主要是由于频率®1的变化跟不上电压M的变化。为了解决 349一 双闭环矢量控制系统结构及硬件实现电路 系统的结构框图如 图 所示 。 采用 个电流调 节器 对定子 电流有效值 ， 了 事丁耳 进行调 节与控制 ， 将定子频率控制信号施加在 调制器的输人 端 ， 形成三相 平衡的旋转 电压 给 定矢 量 。 这样要 比 个独 立的 瞬时电流调 节器 组 成的 个 电流环结构简单 ， 而且三 相控制准确性高 。 控制回 路的硬 件电路如图 所示 。 由图可 以看出 ， 由 片 单片微机组成控制核心 。 其中 ， 信号生成和 电流环 的调 节由 片 和 片 专用定时器 计数器组 成 的子系统来完成 。 转速闭环 控制 、 矢量运算及磁 通闭 环 控制 由另 片 组成的子系统来完 成 。 在每个 电流环采样 周期 ， · 利 用 串行 口 从 · 接收 ， 、 、 。 及 转 差 率 信 号 。 的运算和 脉冲形成 是 独 立分别进行的 。 在每个三角波 周期 。 到时 ， 由 发 出中断信号 ， 进 人 计算服务程序中 ， 微机 根据 “ 输 出 值和 由“ 值 “ “ 。 “ 飞 ‘ 十 ” 查得的三角正 弦值计 算 “ 触发 脉 冲前 沿定时时 间 。 ，和 宽度定 时时 间 ， 并把 它们分 别送 给 · 和 · 的 各 个 定 时 通 道 上 ， 系统 返回 主程序 。 · 和 · 在脱机状 态下 自动完成产生 信号的任务 。 这就 大大节省 了 工 作时 ， 使 采样周期小于 最小脉宽调制 周期 二 ， 。 成为可能 ， 从而保证 了 」叶 二 ， － 。 召 一 口 口 一 见 」 一「 气 厂 州 图 双 闭环 矢量控制系统 电流环 的稳定工 作 。 本系统 。 。 二 。 ， 采 样 周期选 为 。 。 由于定子频 率在 块计 算后加 人到 ， 的采样周 期和 采 样周 期的 差应尽量小 ， 否则导致 电动机的 不 协调 ， 造 成磁 路饱和 甚至过 流 。 块计算量较大 矢 量运算 ， 磁 能及 补偿运算 ， 计算等 ， 当 块采样 周期采 用 时 ， 电机定子频 率 。 ，的给定 值和定 子 电压 给定值 的调 节时 间上 存在的时差 最大值为 ， 这一时差的存在所造成的影 响 ， 在阶跃 给定起动过程中尤为严重 ， 主要是 由于频率。 的变化跟不上 电压 的变化 。 为 了 解决