МИЩЕНКО А. В. Научный руководитель - КОЛЬЦОВ И. М., к.т.н., доцент Московский государственный инженерно-физический институт (технический университет) МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СИСТЕМЫ ВЕКТОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА A-1. Автоматика 115409 Москва, Каширское шоссе, 31, тел. 323-9083, e-mail: sq_1@mail.ru Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления интенсивно развиваются в направлении специализированных однокристальных микроконтроллеров IGBT-инверторов электроприводов переменного тока для регулирования тока, момента и скорости. Кафедра Автоматики МИФИ совместно с ЗАО "ОПТИМУМ-ЭЛЕКТРО" проводит работы по созданию микроконтроллеров оптимального векторного управления электроприводами переменного тока ( с асинхронными электродвигателями и синхронными электродвигателями с возбуждением от постоянных магнитов). Схема микропроцессорной системы векторного управления асинхронным электродвигателем, защищенная патентом [1], представлена на рис. 1. Микропроцессорная система реализуется на базе специализированных цифровых процессоров обработки сигналов (DSP) серий ADSP-2100 (например ADMC-300), TMS320 [3,4], использующих модифицированную гарвардскую архитектуру, при которой данные хранятся в памяти данных, а память программы содержит как команды, так и данные. Процессоры этого семейства имеют ОЗУ , которое включает пространства памяти программы и памяти данных, что позволяет процессору выбирать два операнда (один из памяти данных, и один - из памяти программы) и команду (из памяти программы) за один машинный цикл. Система имеет встроенные функции прямых и обратных векторных преобразований в декартовых координатах, необходимых для реализации способа и системы векторного управления, а также встроенную функцию трехфазной широтно- импульсной модуляции, необходимой для управления переключением транзисторных ключей силового трехфазного инвертора с частотой ШИМ 10-20 кГц. Силовые входы IGBT-инвертора 1 (рис.1) через датчики 2, 3 фазного тока и датчики фазного напряжения 14 подключены к статорным обмоткам асинхронного электродвигателя 4. Управляющие входы инвертора 1 через блок 5 формирования управляющих импульсов соединены с выходами прямого преобразователя двухфазно - трехфазных координат. Устройство микропроцессорного векторного управления содержит цифровой сигнальный процессор 37, сопроцессор 36, блок 38 постоянной памяти, последовательный порт 39, пульт 40 программного управления и диагностики. Цифровой сигнальный сопроцессор 36 содержит : блок 41 трехфазной широтно-импульсной модуляции, встроенный мультиплексный аналого-цифровой преобразователь 42, встроенный последовательный программатор 43 комманд, встроенный блок 44 векторных преобразований, блок 45 управления регистрами. Шина данных 46 и шина адреса 47 соединяют между собой блоки устройств. В микроконтроллере реализуются способ и алгоритмы оптимального векторного управления [1], основанные на принудительной векторной ориентации тока статора относительно вектора потокосцепления ротора, вычисляемого по измеренным векторам тока и напряжения. Это позволяет раздельно регулировать синфазный и ортофазный токи с оптимальным законом изменения угла фазового сдвига вектора тока статора относительно потока и достигать режимный максимум момента вращения на валу двигателя при ограниченном токе IGBT- инвертора (рис.2, 3), например для тяговых асинхронных электродвигателей электромобилей: для серийного двигателя А200L4 (рис.2) и специально спроектированного асинхронного электродвигательного агрегата АТАД-ОПТИМУМ 50/120, имеющего большую эффективность по моменту при тех же величинах тока за счет большего диапазона регулирования потока . Применение таких микроконтроллеров позволит экономить электроэнергию, существенно повысить удельный момент и максимальную мощность электропривода, увеличить диапазон, точность и быстродействие регулирования момента и скорости при минимальных аппаратных затратах. Литература 1. Патент России №2132110 от 20.06.99 Способ оптимального векторного управления асинхронным электродвигалелем и электропривод для осуществления этого способа. Мищенко В. А., Мищенко Н. И., Мищенко А. В. 2. Мищенко А. В. Оптимизация тягового асинхронного электропривода электромобиля // Научная сессия МИФИ-99. Ч.6. С. 24-25. 3. Руководство пользователя по сигнальным микропроцессорам семейства ADSP-2100. Санкт-Петербург, 1997. 4. TMS320C4x DSP controller and power solutions. Copyright Texac Instruments, 1998.