本論文設計以數位訊號處理器為核心，搭配類比電源板完成整個數位化變頻器，透過它強大的數學運算能力，建立以變壓變頻方式做有效的交流馬達控制，並且使用感測器迴授馬達上的電壓與電流，由此計算估測出轉子轉速，其中在積分器的應用上，以新型態的迴授積分方式取代傳統純積分架構，改善其直流準位飄移與初始值問題，另一方面經由判斷電流的方向來補償由短路防止時間所造成的電壓失真，減少電流漣波的產生，由於已將電路模組化，將來只需採用軟體撰寫就可實現新控制理論，設計上相當便利。

The thesis will be established as digital Inverter with analog power board and DSP kernel. We can accomplish effective ac motor control with VVVF mode by powerful arithmetic ability of DSP. Furthermore, we can obtain rotor speed by calculating the feedback voltage and current of motor from sensors. We adopt the new integrator scheme to replace traditional pure integrator to solve the dc drift and initial value problems. Meanwhile, we can compensate the voltage distortion caused by dead time to decrease current ripple via judging the direction of current. Because we have modulized our circuits, it is very convenient that we can achieve modern control theories by software modification only.

第一章 緒論……………………………………………………………1
1-1 前言…………………………………………………………..1
1-2 研究動機……………………………………………………..1
1-3 本文架構……………………………………………………..3

第二章 三相感應馬達數學模型……………………………………5
2-1 交流感應馬達轉動原理………………………………….5
2-2 交流感應馬達數學模型的建立與推導…………………6
2-3 d-q軸座標轉換………………………………………….11

第三章 變頻器之控制原理……………………………………….16
3-1 純量控制法則的原理…………………………………..16
3-2 純量控制之穩態分析…………………………………..19
3-3 V/F曲線之設計………………………………………….23

第四章 變頻器短路防止時間的影響與對應方法…………….25
4-1 何謂短路防止時間？……………………………………25
4-2 短路防止時間的影響……………………………………26
4-3 對應之策………………………………………………….27

第五章 感應電動機速度估測之數學模式………………………29
5-1 磁通估測器……………………………………………….29
5-2 定子同步轉速估測……………………………………….30
5-3 滑差估測……………………………………………………30
5-4 轉速估測………………………………………………….32

第六章 系統架構設計………………………………………………33
6-1 閘極驅動單元…………………………………………….35
6-1-1 電源供應電………………………………………..35
6-1-2 脈波寬度調變電路…………………………………36
6-1-3 換流器與閘驅動電路………………………………37
6-1-4 電流感測電路………………………………………39
6-2 數位控制單元……………………………………………41
6-2-1 數位訊號處理器……………………………………41
6-2-2 數位訊號處理器Boost方法介紹……………….43
6-3 軟體架構………………………………………………….44
6-3-1 靜止座標軸轉換……………………………………46
6-3-2 同步座標軸轉換……………………………………47
6-3-3 磁通估測積分方式……………………………….48
6-3-4 磁通估測積分方法之實現……………………….50

第七章 實驗結果……………………………………………………55
第八章 結論………………………………………………………….68

參考文獻………………………………

1.劉昌煥，“交流電機控制“，東華書局，民國90年9月。
2.李清吟，楊新全編譯，“電機機械”，全華圖書，1998。
3.陳正哲，“伺服電力電子”，文笙書局，民國84年2月。
4.陳秋麟，李哲銘，劉益華，“感應馬達之純量、直接轉矩及向量控制，”
電機月刊，1998年元月。
5.仲成儀器股份有限公司編輯部 編著“交流感應伺服馬達控制”全華圖書，民國83年9月。
6. 劉昌煥，許溢适，“變頻器實用電路設計與驅動軟體，”文笙書局，民國85年10月。
7.羅久琅，“具有強韌積分結構控制法則之交流感應馬達伺服驅動器”碩士論文，國立中山大學電機工程研究所，民國86年6月。
8楊堆詣，“以數位訊號處理器為基礎之高頻變頻器研製，”
碩士論文，國立中山大學電機工程研究所，民國87年6月。
9.鄭世賢，“非對稱脈寬調變模式之高性能變頻器”碩士論文，國立中山大學電機工程研究所，民國88年6月。
10.ADMC401 Applicaion Notes“Three-Phase PWM Generation Unit Of the ADMC401,”Analog Devices,1999.
11.ADMC401 Applicaion Notes“Constant Volts/Hertz Operation For Variable Speed Control Of Induction Motors,”Analog Devices,1999.
12.ADMC401 Data Sheet, Analog Devices,1999.
13.ADMC401 Applicaion Notes“Generation of Three-Phase Sine-Wave PWM Patterns On the ADMC401,”Analog Devices,1999.
14.Bruce Carter“The PCB is a component of amp design,”Analog and Mixed-Singal Products,2000
15.Tom Hendrick “Reducing PCB design costs: From schematic capture to PCB layout,” Analog and Mixed-Singal Products,2000
16. Pulse dead time compensator for PWM voltage inverters, David Leggate, Russel J. Kerkman,Industrial Electronics, Control, and Instrumentation, 1995, Proceedings of the 1995 IEEE IECON 21st International Conference on Volume: 1, Page(s): 474 -481 vol.1.
17. “New Integration Algorithms for Estimation Motor Flux Over a Wide Speed Range”. J. Hu and B. Wu. Department of Electrical and Computer Engineering Ryerson Polytechnic University,Toronto, Ontario, Canada. IEEE ’97.