0　引　言
        自20世纪70年代,德国的Blaschke和Hasse 提出矢量变换控制思想以来,各国学者和公司均 开始了对矢量技术的研究和产品开发,目前德国 和日本处于领先地位。矢量控制在国际上一般多 称为磁场定向控制,主要应用于异步电动机、同步 电动机的控制领域,在交流励磁发电机励磁调节、 开关磁阻电机控制方面也有应用。
        应用矢量控制技术时,对空间矢量的精确测 量是决定系统精度的重要环节。矢量测量过程 中CONTROL ENGINEERING China版权所有,需要测量系统的相电压、相电流信号及电机转 子位置等信号,结合电机参数计算出电压或电流 空间矢量及电机磁链。在此过程中CONTROL ENGINEERING China版权所有,需要大量数 学变换与计算,如从三相到二相静止坐标变换 (3 s/2 s变换) 、从二相静止到二相旋转坐标变换 (2 s/2 r变换) 、根据不同电机的数学模型计算磁 链等。本文提出空间矢量变送器的想法,把矢量 的测量单独作为整个系统中间环节,可以应用于 不同的控制对象,不同的控制器只采集经此空间 矢量变送器变换后的矢量信号,控制不同的对象 即可。可以使矢量的测量完全在控制器外部由空 间矢量变送器完成,减轻控制器的运算压力,提高 系统的精度和实时性。
        1　矢量变换基本原理
        任何在空间按正弦形式分布的物理量都可以 用空间矢量表示。根据矢量变换控制的基本原 理www.cechina.cn,将异步电机模拟成直流电机进行控制www.cechina.cn,必须经 过两步坐标变换和矢量变换:第一步是将对称A、 B、C三相静止坐标系表示的异步电机矢量变换到 固定在定子上的α2β平面直角坐标系上;第二步, 从固定的α2β直角坐标系变换到按转子磁通方向 为磁场定向,并以同步速度旋转的M 2T直角坐标 系上。
        1. 1　三相2二相( 3 s/2 s)变换 三相2二相空间矢量的坐标变换如图1所示。
        对应于三相A、B、C坐标系:
        v = ( vA +αvB +α2 vC ) ejθA (1)
        对应于α2β直角坐标系:

        2　空间矢量变送器结构及软硬件设 计
        2. 1　空间矢量变送器结构设计
        空间矢量变送器结构框图如图3所示。三相 电压端口可以采集经电压互感器变换后的三相交 流信号,经过电压适配,转化成数字信号处理器 (DSP)可以接受的电压,送入DSP进行采样,变 换成数字信号后由DSP进行处理。采集到的交 流信号通过过零比较器产生方波(可作为频率信 号) ,经过锁相后送入DSP。锁相采用锁相环专用 芯片,可进行倍频处理www.cechina.cn,为硬件采样提供采样频 率,能够达到精确采样的目的。
        三相电流输入端口采集交流电流信号,经过 I /V 转换后产生电压信号www.cechina.cn,此电压信号经适配送 入DSP进行相应处理。模拟量输入端口、开关量 输入端口留做采集转速信号CONTROL ENGINEERING China版权所有,此信号用作磁场的 定向。
        控制按键输入端口完成空间矢量变送器的设 定,通过按键的选择,可以设定空间矢量变送器的 参数。
        模拟量输出端口和开关量输出端口用来输出 空间矢量变送器所测量的矢量值,矢量控制器可 以直接采集此信号进行处理。
        2. 2　空间矢量变送器硬件设计
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