異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)矢量控制的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代控制理論、電力電子技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)需求，節(jié)能型、高性能的交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)研究越來越來受重視。本文是以異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)異步電機(jī)的矢量控制方法、硬件和軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。
　　 本文在異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，對(duì)三種不同的磁場定向的矢量控制方法進(jìn)行了分析比較。分析結(jié)果表明:三種控制方法在轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩控制上完全相同，僅僅在磁鏈控制上有所不同。采用轉(zhuǎn)子磁場定向控制，磁場控制與轉(zhuǎn)矩控制完全解耦;采用定子和氣隙磁場定

2、向控制，磁場電流受轉(zhuǎn)矩電流的干擾，需要對(duì)電流直接控制時(shí)的磁場電流進(jìn)行解耦計(jì)算，但分別有利于弱磁控制和磁路飽和的處理。
　　 本文按電流矢量控制和電壓矢量控制對(duì)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了分類研究，給出了部分仿真模型，并進(jìn)行了仿真分析和比較。研究結(jié)果表明，電流矢量控制系統(tǒng)的控制方法簡單，轉(zhuǎn)矩直接受電流控制，響應(yīng)速度快、魯棒性好，但是電流脈動(dòng)大、諧波大、損耗高;電壓矢量控制系統(tǒng)的控制方法相對(duì)復(fù)雜，轉(zhuǎn)矩間接受電壓控制，其響應(yīng)速度和魯棒性取決于轉(zhuǎn)矩P

3、I調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)，但是，電流波形好、諧波小、損耗低。對(duì)于三種不同的磁場定向，電壓矢量控制方法基本相同，僅僅只需改變磁鏈觀測器的輸出。因此本文采用電壓矢量控制方法進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。
　　 本文對(duì)異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)主電路、驅(qū)動(dòng)電路、檢測電路和主控電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)，給出了設(shè)計(jì)原理圖和設(shè)計(jì)參數(shù)。其中主電路由整流電路、逆變電路、啟動(dòng)電路以及制動(dòng)電路組成。驅(qū)動(dòng)電路包括啟動(dòng)電路、制動(dòng)電路和逆變電路的IGBT的驅(qū)動(dòng)電路和驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)。檢測電路包括

4、直流電壓檢測、三相電流檢測以及溫度檢測。主控電路以TMS320X2812 DSP為核心，并通過外接專用芯片進(jìn)行各種故障檢測和處理。
　　 本文介紹了異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)的軟件構(gòu)成，給出了軟件的主流程圖和中斷程序結(jié)構(gòu)圖，重點(diǎn)對(duì)矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)軟件的PI調(diào)節(jié)器和SVPWM的控制進(jìn)行了論述。文中采用傳遞函數(shù)分別對(duì)磁鏈、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，給出了PI調(diào)節(jié)器的軟件流程圖。文中還對(duì)電壓空間矢量的控制方法和DSP