基于DSP TMS320LF2406的通用变频器的研发

3.4 直流制动功能的实现

采用直流制动控制的目的：一是准确停车控制，二是禁止在起动前电机由外因引起的不规则自由旋转。直流制动即向异步电动机的定子通直流电，让异步电机的定子磁场不再旋转，转动着的转子切割这个静止磁场而产生制动转矩，使旋转系统存储的动能转换成电能消耗于异步电动机的转子回路中，此时异步电机处于能耗制动状态。

直流制动时向定子绕组中通直流电的方式有两种：

1)在三相绕组中通入直流电流，这时6 个IGBT中的3个处于工作状态，其余3 个一直处于关断状态，3个工作的管子应位于不同的桥臂，且在不同侧，触发信号的占空比可以根据调制度进行调节;

2)在两相绕组中通入直流电流，这时有2个位于不同桥臂的不同侧的IGBT工作，其余功率管都处于关断状态。

上述两种电路都存在定子绕组中通入的直流电与定子原来电流方向相反，di/dt较大，产生冲击电流，导致过电流保护误跳闸的问题。为了避免出现定子电流反向，产生过电流，本系统直流制动过程采用矢量直流制动，根据异步电机旋转磁场的产生机理和SVPWM追踪磁链定向的脉宽调制策略，当频率减速到直流制动频率时，置直流制动标志位，SVPWM调制方式中的旋转矢量停止，按当前的状态来控制功率管的开关，并给定直流制动矢量电压U(改变调制度)，然后开始直流制动计时，当直流制动时间到时，停止运行。直流制动软件控制流程如图9所示。

4 实验结果

根据前面介绍的系统硬件电路和软件控制算法，对制作的原理样机进行了实验研究。实验测试了异步电动机轻载稳态运行情况，以此来检测原理样机的可行性，对实验结果进行了波形记录。实验用电机的参数为：额定电压Un=380 V，额定电流In= 4.87 A，额定频率f=50 Hz，额定功率Pe=2 200W。

实验过程测试了在不同频率输出时电机的电流，如图10所示。从实验波形可以看出，其输出电流是正弦波，由于采用了死区补偿，即使在低频时，波形的畸变也不大。但从实验波形也可看出，有谐波产生，产生谐波的原因主要来自以下几个方面：

1)利用DSP产生的SVPWM波形，不能严格保证输出的PWM 波形的面积与理想中相对应的正弦波面积完全相等;

2)SVPWM波形控制方法本身不可避免地造成逆变器输出波形有所失真。

3)功率开关器件存在固有的开通与延时时间。

5 结语

通用变频系统软件主体部分已经调试完毕，实验结果证明该软件系统性能已满足设计要求。但程序系统仍有许多不足，如程序模块化、可移植性、接口统一及通用性较差。下一步的工作是对现有程序进行改进，在提高程序通用性、可移植性的同时，改进部分程序的算法，以提高系统软件的执行效率。