關(guān)鍵詞：直接轉(zhuǎn)矩控制,，DSP,，異步電機(jī)
　　
1　引　言
　　直接轉(zhuǎn)矩控制是一種高性能的交流調(diào)速技術(shù),，它直接在定子坐標(biāo)系下分析交流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,，控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈,，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。但是直接轉(zhuǎn)矩控制強(qiáng)調(diào)轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈控制,，對(duì)轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈空間位置計(jì)算精度要求很高,，因而系統(tǒng)構(gòu)成比較復(fù)雜,，要實(shí)現(xiàn)有效的直接轉(zhuǎn)矩控制，高性能的單片機(jī)是必不可少的,。德州儀器的TMS320F240數(shù)字信號(hào)處理單片機(jī)專門(mén)針對(duì)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),，本文介紹它在直接轉(zhuǎn)矩控制中的應(yīng)用。

2　直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介
    直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)原理圖如圖1,。

　　在圖1中,，適當(dāng)控制逆變器的開(kāi)關(guān)Sa、Sb,、Sc（包括Sa,、Sb、Sc下橋臂非門(mén)）的狀態(tài),，就能夠得到八種空間矢量電壓,，除兩種是0矢量外，另外六種矢量構(gòu)成正六邊形的六條邊,，在異步電機(jī)上得到旋轉(zhuǎn)的定子空間磁場(chǎng),，并且通過(guò)0電壓矢量調(diào)節(jié)定子磁場(chǎng)的平均旋轉(zhuǎn)速度。

　　為了得到圖1中的正六邊形軌跡磁場(chǎng)（用來(lái)替代三相交流電產(chǎn)生的圓形軌跡磁場(chǎng)）,，確定磁場(chǎng)的空間位置成為重要的工作環(huán)節(jié),。根據(jù)－isRs）dt可以求出定子磁場(chǎng)的大小，但為了減少電壓和電流傳感器的數(shù)量,，通常只使用兩相傳感器,，通過(guò)計(jì)算再得出另外一相電壓和電流。

3　控制系統(tǒng)的硬件組成
　　本系統(tǒng)以TI公司的TMS320F240數(shù)字信號(hào)處理單片機(jī)為核心,，控制日本FUJI生產(chǎn)的IPM（智能功率模塊）,，從而把直流電壓轉(zhuǎn)換成交流矢量電壓，驅(qū)動(dòng)異步電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),。其基本工作過(guò)程是：首先根據(jù)外部給定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩要求,，計(jì)算出定子磁場(chǎng)的幅值，然后建立定子磁場(chǎng),，最后施加工作電壓產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)定子磁場(chǎng),。因此，我們按照?qǐng)D2的硬件結(jié)構(gòu)結(jié)合DSP單片機(jī)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)系統(tǒng),。

　　由于TMS320F240本身帶有A／D轉(zhuǎn)換器,，所以我們沒(méi)有必要再外加A／D轉(zhuǎn)換。同時(shí),，電機(jī)的轉(zhuǎn)速采用軟件計(jì)算獲得,，因而沒(méi)有速度檢測(cè)環(huán)節(jié)，使系統(tǒng)硬件最小化,。

　　IPM智能功率模塊是集成功率開(kāi)關(guān)元件,，在系統(tǒng)中的位置舉足輕重,。FUJI生產(chǎn)的6MBP50RA060型IPM采用低電平有效觸發(fā)，在使用過(guò)程中要注意4　DSP處理器擴(kuò)展設(shè)計(jì)的說(shuō)明
　　F240型號(hào)的微處理器專門(mén)針對(duì)電機(jī)控制而設(shè)計(jì),，片內(nèi)集成有許多外設(shè),，我們可以利用的有：
　　（1）兩個(gè)十位的A／D轉(zhuǎn)換器,，每個(gè)A／D轉(zhuǎn)換器可以轉(zhuǎn)換八路模擬量,，因此，片內(nèi)共有十六路A／D轉(zhuǎn)換通道,，不需A／D轉(zhuǎn)換擴(kuò)展,。
　　（2）16k的閃存EEPROM,，可以直接作為程序存儲(chǔ)器,，不需要程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展。
　?。?）數(shù)字I／O接口,，在適當(dāng)寫(xiě)入IOSR寄存器時(shí)，可以當(dāng)作輸入輸出接口使用,，在本系統(tǒng)中,，由于直接從I／O接口輸出控制矢量，并且要求控制矢量能夠延續(xù)一個(gè)控制周期,，所以我們對(duì)I／O接口外加了鎖存器,。其電路圖見(jiàn)圖5。

　?。?）盡管F240內(nèi)部有產(chǎn)生脈沖信號(hào)的PWM發(fā)生器,，但是不便于在任意時(shí)刻產(chǎn)生任意方向的控制矢量，因而放棄使用,。
　?。?）其它如定時(shí)器等，后文給出了軟件代碼,。

　　可以計(jì)算出PRD和TDDR的值，他們分別對(duì)PSC和TIM進(jìn)行加載,。式中TINT指定時(shí)器中斷,，PRD指定時(shí)器周期寄存器，TDDR指定時(shí)器清除寄存器,，PSC指定時(shí)器前置分頻計(jì)數(shù)器,，tc（co）為時(shí)鐘周期。
　　圖6給出了系統(tǒng)軟件流程圖,，下面給出定時(shí)器（timer）使用的源程序代碼：
    clrc CNF,；把B0映射為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)塊
    ldp＃0h；DP＝0
　　setc INTM,；關(guān)閉所有中斷
     splk＃0000h,，60h；
　　out 60h,，wsgr,；設(shè)置為0
　　周期等待
  
 
6　結(jié)束語(yǔ)
　　近年來(lái)，交流調(diào)速發(fā)展迅猛,，大有取代直流調(diào)速之勢(shì),。交流調(diào)速的控制理論日趨完善，高性能的單片機(jī)又為這些理論的實(shí)踐提供了硬件保障,。本系統(tǒng)采用直接轉(zhuǎn)矩控制策略,，盡量減少硬件投入，不僅大大節(jié)省了硬件成本,，而且可靠性高,，調(diào)速性能良好。