原创 dsPIC及其在交流变频调速中的应用研究

系统频率为80mhz，spwm的正弦控制波频率由键盘设置，dspic30f4012微处理器通过计算把存储在片内eprom中的正弦函数的数据送到6通道的电机专用pwm控制器。波形发生器产生的三相互补的spwm信号经pwmo～pwm5端输出，送至ipm驱动信号输入端。为保证系统安全工作，逆变器设置了过流、过压、过热、缺相、短路、过载等多种保护功能，所有保护信号均通过一组中断逻辑送至dspic30f4012的flta脚。只要任何一路保护起作用，都将封锁6通道的电机专用pwm控制器输出，禁止三相pwm波的产生，及时对ipm驱动电路进行封锁，保护ipm及其他电路不致损坏。

2.2系统软件设计

本系统使用规则采样法，用软件方式产生spwm波，克服了模拟元件实现方式的缺点。规则采样法如图2所示。图中用的是中值采样，以三角波的中值点(底点)作为采样点，通过该点对应的正弦波的取值点e，作平行于时间轴线的直线。该线与三角波的交点为a、b。a、b点间宽度即为pwm波脉宽，用t2表示脉宽，则有关系：

式中tc为三角波周期，m为调制度，ω为正弦波的角频率，te为采样时刻。
三相spwm的脉宽计算公式为：

其中t为正弦波的周期。在用微机产生spwm波形时，为使三相spwm波形对称，调制比n应为3的整数倍。从消除谐波考虑，n越大越好；但n的值要受到功率开关器件的开断频率和计算机运算速度的限制。这里采用分段同步调制的方法，不同频率段n值不同，将正弦函数按载波比n离散制成表，并将半载波周期也制成表，微机通过查表法与实时计算法相结合，计算出脉宽值送入pdcx中去。

ptper的计算公式如下：

式中：fosc为晶振频率；fpwm为mcpwm输出波形频率(载波频率)，fpwm=nfmin。fsin为正弦调制波频率，fsin=1／t。fpwm=1／tc。系统软件由主程序、故障中断子程序、显示子程序、键盘服务程序、mcpwm中断、a／d采样中断子程序等组成。主程序主要完成系统的初始化，并根据显示模式计算要显示的数据并送显示，键盘扫描及服务处理，输入数据的码制变换等。故障中断子程序中，视故障性质完成自处理或故障报警，封锁触发脉冲、跳闸等。图3为主程序流程。由于本芯片特点之一是有完善的保护功能，只要在ptcon命令寄存器中写入相应的控制命令字，系统就能在发生故障时立即封锁脉冲。在flta中断服务程序中，通过读取不同的i／o口来进一步识别是发生了何种中断，并显示。图4为mcpwm中断子程序框图。

3 实验结果与结论

本系统实验的电流波形如图5所示。实验结果表明，系统控制方案正确，谐波得到抑制，控制系统有较好的电流波形。

本文探讨了dspic30f4012微处理器在交流变频调速中的应用。利用spwm技术原理，通过软件设计抑制谐波，信号产生简单方便，易于编程，死区时间也通过软件编程控制在50ns～25.2μs之间，电路结构简单、可靠性好、抗干扰能力强，因而有较好的应用前景。