直接转矩控制系统低速脉动性能的研究及改进方法

摘要

在交流调速领域中,应用最广的是变频调速技术.而作为在80年代中发展起来的高性能的新型电机调速方法,直接转矩控制在很大程度上解决了矢量控制中计算控制复杂、特性易受电动机参数变化的影响、实际性能难于达到理论分析结果的一些重大问题.但是目前该技术在低速运行时存在缺陷,本课题就此针对性地进行了一些仿真和实验的研究.首先,本课题的研究是从异步电动机的数学模型出发,然后根据直接转矩的控制和模糊逻辑控制原理,通过实时判断磁链的区间和幅值以及转矩的大小,继而从模糊控制的电压矢量表格中选择合适的电压矢量,介绍了近似圆形磁链的理论.针对直接转矩控制系统在低速运行时依然存在的转矩脉动大、运行性能差的问题进行研究分析,结合传统的固定采样周期控制方法,提出一种基于自适应模糊转矩跟踪法,调节电压矢量占空因子,进行仿真研究,改善了系统的低速性能.本课题还进行了实验的研究.在本控制系统的具体实现上,由于直接转矩控制对实时性要求很高,因此在硬件方面,本课题采用了目前比较流行的数字信号处理器(DSP)作为本实验的控制器,其处理速度高的特点正好符合本实验的需要;在主电路中,本系统使用了集成度高的功率器件:智能功率模块(IPM),作为逆变环节,其集成了七个IGBT,实现了高开关频率逆变以及故障诊断的功能,从而使控制系统的体积大大缩小、控制更加灵活.

目录

文摘

英文文摘

符号说明

第一章绪论

§1-1电动机直接转矩控制技术的现状

1-1-1直接转矩控制技术的产生

1-1-2直接转矩控制技术的简介

§1-2直接转矩控制技术的发展及改进

§1-3本课题研究的主要内容

第二章直接转矩控制系统原理及低速性能分析

§2-1交流电机的数学模型

§2-2直接转矩控制原理介绍

§2-3 DTC系统磁链和转矩控制及低速性能分析

2-3-1 DTC系统磁链和转矩控制性能分析

2-3-2 DTC低速转矩性能分析

§2-4直接转矩控制低速特性的改进方法

第三章直接转矩控制系统低速性能改进方法的仿真研究

§3-1 DTC系统传统方法仿真

§3-2电压矢量占空因子调节法仿真

第四章直接转矩控制系统的实现

§4-1直接转矩控制系统策略选择

§4-2硬件系统结构及PCB板制作

4-2-1控制电路简介

4-2-2硬件设计器件选择及PROTEL设计

§4-3系统软件结构的设计

4-3-1软件设计工具CCS的介绍

4-3-2系统的软件结构

§4-4系统实验结果及分析

第五章结论

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果