开始传入AD采样值、当前频率、转速等数据根据当前直流电压和电机固有参数，计算恒转矩控制和恒功率控制的频率拐点根据当前频率和滑差系数更新调制度，等速增加频率恒转矩控制根据当前运行频率判断控制方式恒功率控制结束计算当前滑差系数、转速变化率、三相电流值、转速变化率阈值速度变化率低于阈值2，滑差系数高于阈值2，或者电流陡增NO可否继续增加频率NO速度变化率低于阈值1，滑差系数高于阈值1YES降低频率到之前正常状态继续等速增加频率频率不再增加结束 （图15 智能变频流程）
4.2 上位机软件设计
上位机软件的主要功能是控制和监测电动机的运行。
特点：1、在软件中，一切向下位机输出的指令，都是通过操作者按下按钮等动作自动生成的，和“串口调试助手”这样的工具相比，有效地防止了发送端误码的产生。
2、在软件中，未被允许的操作按钮都是灰色不可点击的（Disabled状态），这种性质和下位机的纠错功能一起，有效断绝了误操作的影响。
3、软件中有三个波形监控窗口，分别是电压波形、电流波形、频率—转速波形，它所监控的都是最大值或有效值，可以直观的看出电机运行状态随变频器输出状态的的变化。
- 16 -
（图16 上位机界面）
5. 系统创新
系统的创新点在上文中均有提到，这里简要复述一遍。
1、并非单纯为竞赛所设计，所以提供两种变频器配置方式：实验室配置方式和产品配置方式。实验室配置方式使用功能全面的上位机软件进行人机交互，产品配置方式使用数码管和键盘进行傻瓜式控制。
2、采用异步电机无传感器测速方法，节省了昂贵的测速装置，也使变频器更加通用，运行稳定性更高。
3、具有热启动、热关机、热配置的功能，在SCI中断程序中对其他外设初始化和去初始化，无需频繁启停DSP。
4、无级调频，当前频率到目标频率的变化缓慢柔和，不会发生频率跳变。
5、将算法区分为实时算法和非实时算法，合理使用运算单元。
6、可以闭环运行，但在没有ADC采样接口的功率板上也可以完全开环运行。
7、使用IQmath和CLA运算加速单元，提高算法运行速度，从而提高开关频率上限。
- 17 -
8、使用更有保障的通讯编码，下位机具有指令逻辑纠错功能，上位机具有错误动作限制功能，共同组成拒绝错动作和误码的防线，使强电使用更加安全。
9、界面柔和、功能强大的上位机软件，即可手动调节电机运行参数，也带有一键智能启动（闪电状图标的按钮）功能。
10、智能变频功能，专为低压偏远地区深井水泵设计，使电动机达到安全稳定极限转速。
11、本特点也是TI的此款芯片一大亮点，F28035一块仅需3美元，超低成本，先进控制。
6. 评测与结论
变频器是向需要进行调速的三相交流异步电动机提供频率与电压均可变的电源设备，因此变频器的性能指标应能满足电动机的调速要求。我们在评测中所使用的电动机就是2.1性能指标中所介绍的深井水泵用异步电动机，在进行性能测试的时候，由于本变频器正处于实验品开发阶段，现阶段只做了空载测试，还未做负载测试和极限参数测试。
和变频器最初设计时的目标参数相比，现在我们已经有一些参数达到了要求。我们现在可以在50V低压时启动目标电动机，变频范围远超0~200Hz，500Hz时输出波形完全没有畸变。考虑实际应用，我们在频率输出上还是做了数值限制，即最大200Hz。同样考虑到实用因素，输出频率精度和频率变化速度完全按照实际指标定做，分别为1Hz和2Hz/s。在控制方式上，现阶段已完全采用SVPWM输出，恒转矩控制到恒功率控制无缝衔接。
当前状况下，我们分别选用了50V，150V，220V三种电压规格做空载测试，开关频率2KHz，PWM死区时间2.5us。测试数据如下
50V： 频率Hz 机端电压V 直流母线电流A 转速n/min 转差率 15 31 2.8 870 0.033 20 36 2.2 1170 0.025 25 38 2.0 1450 0.033 40 33 2.4 2170 0.096 50 -- -- -- -- 注：无法到达50hz 150V 频率Hz 机端电压V 直流母线电流A 转速n/min 转差率 20 31 2.3 1170 0.025 30 47 2.5 1730 0.039 50 68 2.7 2910 0.03 80 125 2.7 4630 0.035 220V 频率Hz 机端电压V 直流母线电流A 转速n/min 转差率 30 45 2.6 1740 0.033 - 18 -
70 110 2.3 4130 0.017 90 152 2.4 5280 0.022 100 180 2.6 5820 0.03 110 200 2.8 6430 0.026 从实验现象上看，电机启动平稳，转速低于5000r/min时都无明显噪声，但当转速上升到6000r/min以后时电机出现噪声。加大开关频率到10KHz，并且减小死区时间到2us后噪声并无明显减小，据分析这应该是电动机的轴承在如此高转速下所发出的噪声，即是电机本身的固有问题。我们将变频器运行在电动机设计极限频率110Hz，电动机转速6500r/min（见视频），并持续运行了2分钟，机端电压、直流母线电流并无明显变化。2分钟后由于电动机发热明显，我们关闭了电动机。作为深井水泵而言，由于水泵是浸泡在冷水中的，所以散热不成问题。可见电机在该变频器的控制下，是可以可靠空载运行的。
结论：
现在变频器的开发进度已越过中期阶段，剩下的工作量主要在两个方面：1、高级算法（无传感器速度检测算法，智能变频算法）的优化和参数配置。 2、变频器硬件的性能测试。包括额定负载、过负载情况下的性能测试，极限转速、极限电流等极限环境测试。我们相信，这款以F28035芯片为核心的超性价比的变频器，将会存有极深的市场潜力。
7. 附录
（图17 实验台）
- 19 -
（图18 28035开发板和SCI小板）
（图19 驱动板）
（图20 电机、电压表、电流表）
- 20 -