现代交流调速系统中,永磁同步电机(PMSM)由于其良好的性能,正得到越来越广泛地应用。永磁同步电机的控制策略有很多,不同的控制策略各有千秋。有的满足了高性能要求,但成本却很高;有的满足了硬件低成本要求,但软件算法非常复杂、或者性能不理想,等等。因此,针对实际的应用场合,开发出性能价格比优越的控制器系统是非常有价值的。 本课题就是基于此思想,兼顾硬件成本和软件可行性,运用低成本策略、较优的软件算法设计出双闭环控制器系统,在低成本传感器条件下实现了永磁同步电机正弦波驱动控制。 本文根据永磁同步电机磁场定向下的空间矢量数学模型,对其控制所需的位置、速度和电流参数展开分析。提出了基于离散位置信号进行位置预估的原理,并分析了复杂工况下位置信号的矫正问题。利用BLDC方式与SVPWM方式的转换,解决了肩动过程中永磁同步电机脉动和失步问题。分析了基于英飞凌XC164CM单片机系统直流侧电阻采样计算相电流原理。设计了基于英飞凌XC164CM单片机的控制系统,外围功率驱动电路以及过电流保护等电路。编制了基于离散位置信号的永磁同步电机电压空间矢量(SVPWM)控制策略的C语言程序,完成了软件和系统的调试。 最后,进行了一系列的实验论证,并取得了理想的效果。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:gaorxchina
本论文主要以TI公司的TMS320LF2407A型DSP为电机控制核心芯片,进行了空间矢量PWM变频调速系统的研究,并对DSP用于双馈调速的进行了探讨.本文总结了电力电子器件、PWM技术、电机变频控制技术的发展和现状,并通过分析和总结正弦脉宽调制(SPWM)技术和电压空间矢量(SVPWM)控制技术的特点,得出SVPWM控制技术在变频调速数字控制上有较大的优势和广阔的应用前景.本文设计了空间矢量变频调速系统,并获到了较理想的SVPWM控制波形,基本达到控制系统要求.同时在DSP用于双馈调速的探讨中,提出了一种转子感应电势检测的解决方案,获得了MULTISIM仿真波形;给出了DSP控制的双馈调速系统框图及一些相关软件算法.
上传时间: 2013-08-02
上传用户:whenfly
载波相移SPWM 调制法目前是级联型逆变器的主流调制方法,其等效载波频率高,谐波特性好,功率单元之间输出功率平衡。而移相空间矢量调制法基于传统的两电平空间矢量调制法,并采用载波移相的思想,因此兼有空间矢量法和载波相移SPWM 法的优势,谐波特性好,电压利用率高,且控制方法简单便于数字实现,可与矢量控制和直接转矩控制等各种现代方法相结合应用于电机的变频调速系统中。本文以三级级联型逆变器为例对载波相移SPWM 调制法和移相空间矢量调制法分别进行了研究,通过仿真对比,总结出移相空间矢量调制法与载波相移SPWM 调制法的异同和所具有的优势。
上传时间: 2014-12-24
上传用户:元宵汉堡包
本课题采用了基于高频电压信号注入法的永磁同步电动机的无传感器矢量控制方法,此种方法利用内置式电机的凸极性的特性,适合于电机在低速运行状态下对转子位置和转速进行估算,对运行中的电机参数变化不敏感,系统具有较强的鲁棒性。本文采用了以内置式电动机为研究对象,首先分析了永磁同步电动机的结构和数学模型,并介绍了矢量控制坐标变换方法、空间矢量脉宽调制技术(SVPWM)。进而阐述高频电压信号注入法的原理,建立数学模型。然后提出高频电压信号注入的方式,通过对载有转子位置信息的高频信号进行处理,对转子的磁极位置和转速等信息进行估计计算。本文还通过使用Matlab/Simulink仿真平台,建立了基于高频信号注入法原理的永磁同步电动机的无传感器控制仿真模型,实验结果验证了此种算法的可行性。最后通过使用德州仪器公司生产的TMS320F28335为核心芯片,搭建了控制系统电路,并同时介绍了系统的电源电路、控制电路、电流检测电路、电流保护电路等硬件电路。另外对控制算法中的主要部分,包括PWM中断程序、矢量控制程序、数字滤波器的算法都进行了介绍。最后的实验结果表明,这种无传感器的矢量控制方法适用于电机在低速时的控制要求,动态性能较好,能够准确跟踪转子的实际位置,估算转子转速,控制系统的鲁棒性较好,实现了无传感器控制的实验目的。
上传时间: 2022-06-30
上传用户:
随着电力电子技术、微处理器技术以及新的电机控制技术的发展,交流调速性能日益提高。变频调速技术的出现使交流调速系统有取代直流调速系统的趋势。但是国民经济的快速发展要求交流变频调速系统具有更高的调速精度、更大的调速范围和更快的响应速度,一般的通用变频器已经不能满足工业应用的需求,而交流电机矢量控制调速系统能够很好的满足这个要求。矢量控制(Field Oriented Control),能够实现交流电机电磁转矩的快速控制,本文对三相交流异步电机的矢量控制系统进行了研究和分析,以高性能数字信号处理器为硬件平台设计了基于DSP的三相交流异步电机的矢量控制系统,并分析了逆变器死区效应的产生,实现了逆变器死区的补偿。 本文介绍了交流调速及其相关技术的发展,变频调速的方案以及国内外对矢量控制的研究状况。以三相交流异步电机在三相静止坐标系下的数学模型为基础,通过Clarke变换和Parke变换得到三相交流异步电机在两相旋转坐标系下的数学模型,并利用转子磁场定向的方法,对该模型进行分析,设计了转子磁链观测器,以实现交流电机电流量的有效解耦,得到定子电流的转矩分量和励磁分量。仿照直流电机的控制方法,设计了矢量控制算法的电流与速度双闭环控制系统。设计了以TMS320LF2407A为主控制器的硬件平台,在此基础上实现了矢量控制算法,论述了电压空间矢量调制(SVPWM)的原理和方法,并对其进行了改进。最后对逆变器的死区进行了补偿。 实验表明基于转子磁场定向的矢量控制(FOC)系统,结构简单,电流解耦方便,动态性能好,精度较高,能够基本满足现代交流电机控制系统的转矩和速度要求。
上传时间: 2013-05-24
上传用户:李彦东
随着现代化工业生产的不断发展,更高的调速精度、更大的调速范围和更快的响应速度成为永磁同步电机调速系统的迫切要求,数字化控制系统正代表着这一发展方向。高性能数字信号处理器(控制器)的出现、电机控制理论以及电力电子器件的发展都为数字化控制的实现创造了条件。本文采用Microchip公司专用于电机控制的dsPIC30F3011型数字信号控制器(DSC)为核心,开发了用于电梯门机控制的数字化永磁同步电机矢量控制系统,并在硬件实验平台上获得了验证。 本文首先在永磁同步电机数学模型的分析基础上,深入的研究了永磁同步电机的矢量控制的原理和常用控制策略。接着,经过比较各种矢量控制策略的优缺点,确定了i<,d>=0的控制策略和空间矢量脉宽调制(SVPWM)的电压调制方法。文中对空间矢量脉宽调制(SVPWM)的原理及实现方法进行了详细的阐述,并在此基础上提出利用查表实现SVPWM控制的算法。然后,论文详细论述了控制电路各部分及外围辅助电路的设计和调试。软件开发均在Microchip的MPLAB IDE集成开发环境下完成,软件采用C语言编写,实现了带位置传感器的速度闭环和位置闭环矢量控制,并给出了系统主程序及定时中断服务程序的流程图。永磁同步电机矢量控制的主要控制策略如转子初始位置检测、速度采样计算及PI调节、SVPWM查表实现方法等都在定时中断服务程序中完成。最后在硬件平台上,对软件进行系统调试,试验表明本矢量控制系统能够有效满足电梯门机的控制需求,从而证明了系统设计的可行性。 在论文的最后,对全文的工作做了总结,并提出了系统需要进一步完善的地方。
上传时间: 2013-06-27
上传用户:HGH77P99
本文首先简述了交流调速系统的发展和研究重点,介绍了异步电机调速系统的不同控制策略,详细论述了异步电机矢量控制系统的基本原理:异步电机的数学模型和坐标变换、矢量控制的基本方程式、转子磁链的观测方法、矢量控制的系统结构等,并重点分析了空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术的基本原理、控制算法以及在TMS320LF2407中的实现方法。 从工程实际应用出发,本文设计和开发了一套以DSP芯片TMS320LF2407为核心的有速度传感器异步电机矢量控制系统,并给出了硬件和软件的实现方法。该系统的功率电路采用电压型的交-直-交变压变频结构,由整流电路、滤波电路及智能功率模块IPM(PM15RSH120)逆变电路构成;控制电路以DSP芯片TMS320LF2407为核心,加上PWM信号发生电路、定子电流检测电路、直流母线电压检测电路、智能功率模块驱动电路、速度检测电路、系统保护电路等,构成了功能齐全的异步电机全数字化矢量控制系统。 在此基础上,本文对无速度传感器异步电机矢量控制系统进行了有益的探索。提出了改进的电压型转子磁链估算模型,消除了电压型转子磁链估算模型中纯积分环节所固有的漂移问题和积累误差对实际系统性能的影响。在传统型参考自适应系统基础上,将系统中原有的自适应调节机构用一个具有在线学习能力的模糊神经网络取代,提出一种基于模糊神经网络的异步电机转速估计方法,并给出了速度估计器的模糊神经网络结构和学习算法。最后对基于模糊神经网络转速估计的异步电机矢量控制系统进行了仿真,结果表明该系统具有良好的性能。
上传时间: 2013-07-02
上传用户:amandacool
混合动力电动汽车(HEV)作为降低城市汽车尾气污染、减少油耗和调整能源结构的行业新技术,前景十分广阔,日益受到人们的关注,其开发也成为新的热点。驱动电机及其控制系统是HEV的核心部分,其性能的优劣很大程度上决定了车辆的动态性能,因此对其进行研究具有重要的理论意义和应用价值。 本文主要研究混合动力车用交流驱动电机控制系统,以高性能的数字信号处理器(DSP)为核心,采用转子磁链定向矢量控制(FOC)算法,设计了一种基于DSP的交流驱动电机控制器。主要研究内容如下: 首先,在分析国内外研究状况和比较几种常用驱动电机的基础上,结合HEV对驱动电机的特性要求,选择交流异步电机作为HEV的驱动电机和基于转子磁链定向的矢量控制技术作为系统开发方案。 其次,以交流异步电机的动态数学模型为基础建立了转子磁链位置的电流计算模型,实现交流电机转矩和励磁电流分量的有效解耦。结合矢量控制理论及电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术给出了混合动力车用驱动电机矢量控制系统结构框图。 最后,以一台5kw异步电机作为控制对象,搭建了系统主电路。系统控制电路以TMS32OLF2407A DSP为核心,由电流、电压及速度等检测模块和CAN总线通信模块组成。系统以CCS2集成开发环境为平台,采用汇编语言编程,设计了基于DSP的矢量控制具体的软件实现方法,实现了全数字化的HEV驱动电机矢量控制系统。论文给出了驱动电机运行的调试结果并进行了分析。 实验表明该控制系统响应速度快,电压利用率高,动态性能好,能够满足HEV对驱动电机动态和静态性能的要求,对开发出低成本、高性能的电机驱动控制系统具有实用价值。
上传时间: 2013-07-06
上传用户:banyou
三相spwm信号是由高频载波和三相调 制波比较而得的,三相svpwm信号也可理解为由高频载波和三相调制波比较而得,区别是前者的三相调制波是三相对称的正弦波,后者的三相调制波是三相对称的马鞍形波,马鞍形波由正弦波和一定幅值的三次谐波复合而成。但令人回味的是,svpwm的最初出现和发展却和以上思路大相径庭,其完全从空间矢量的角度出发,后来人们才发现svpwm和spwm的以上渊源[1]。至今svpwm已在三相或多相逆变器中得以广泛应用,其原因有两个,一是采用svpwm的逆变器输出相电压中的基波含量高于采用spwm的逆变器[2][3],二是dsp的快速运算能力可以实时计算开关时间。但在实际应用svpwm时,往往对以下问题感到疑惑:svpwm算法的推导、开关向量的选择、dsp的实现、逆变器输出相电压有效值的大小。本文的内容将有助这些疑惑的解决,更灵活地应用svpwm算法。
上传时间: 2013-06-05
上传用户:851197153
·摘要: 以电机控制专用芯片TMS320F240DSP为控制核心,空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术为理论依据,设计了一款高性价比的全数字小功率变频器;采用现代电力电子变换技术(AC-DC-AC)和高级数字信号处理器等技术,给出了一种小功率通用变频器的设计方案和详细硬件软件设计过程,利用软件实现了七段式SVPWM的生成,通过实验说明,所提出并设计的这种新型变频器结构简单,经济实用,具有良
上传时间: 2013-04-24
上传用户:axxsa