基于DSP的异步电动机直接转矩控制系统的仿真与实现

摘要

本文阐述了一种数字控制的应用，也就是采用一种新的方法来控制交流电动机。通过对交流电动机进行的实验，我们验证了这种方法的高效率和可行性。本文以三相正弦波驱动的异步电动机为研究对象。首先，本文概述了交流电动机控制技术，简单地介绍了一种直接控制转矩的新技术。直接转矩控制技术是上世纪八十年代中期发展起来的新技术。他是继矢量控制技术之后，并有超越矢量控制技术之势的一种新型高效的交流调速传动控制技术。它利用空间矢量的分析方法，直接在定子坐标系下计算和控制交流电动机的磁链和转矩，采用定子磁场定向，直接跟踪定子磁链和转矩，借助于两点式调节产生PWM信号，对逆变器的开关状态进行最佳控制，以获得高动态性能的转矩响应。首先本文阐述了直接转矩控制的基本概念、理论基础、数学模型；分析了电压空间矢量对磁链和转矩的作用及圆形磁链的形成原理；介绍了异步电动机直接转矩控制系统的各部分组成。然后，根据直接转矩控制理论，运用MATLAB/SIMULINK进行了基于六矢量的异步电动机直接转矩控制系统的仿真研究，搭建了系统的仿真模型。最后，基于TMS320LF2407A对异步电动机直接转矩控制系统的软硬件进行设计，硬件包括功率电路、控制电路和检测电路，并介绍了各电路作用。在CCS2.0环境下，运用汇编语言进行了系统的软件设计。实验结果较好地体现了直接转矩控制追求电机快速动态响应这一特征，验证了控制算法的正确性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章引言

1.1国内外技术发展趋势

1.1.1现代交流调速技术发展方向

1.1.2现代交流调速技术的现状

1.2本课题的研究目的

1.3本课题的总体设计

第2章异步电动机的数学模型

2.1异步电动机的坐标变换

2.2异步电动机的数学模型

2.3本章总结

第3章直接转矩控制系统的基本原理及构成

3.1直接转矩控制系统的基本原理

3.1.1逆变器的8种开关状态和输出电压模式

3.1.2电压空间矢量的概念

3.1.3电压空间矢量对定子磁链的影响

3.1.4电压空间矢量对电动机转矩的影响

3.2直接转矩控制的基本组成

3.3本章总结

第4章直接转矩控制系统的仿真

4.1 MATLAB仿真工具箱简介

4.2变频调速系统的仿真模型

4.3变频调速系统的仿真结果

4.4本章总结

第5章直接转矩控制的实现

5.1变频调速系统的硬件设计

5.1.1系统功率电路

5.1.2系统控制电路

5.1.3系统检测电路

5.2变频调速系统的软件设计

5.2.1软件流程图

5.2.2空间矢量PWM实现

5.3变频调速系统的实验结果

5.3.1实验对象及其参数

5.3.2实验结果

5.4本章总结

第6章结论与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

附录

致谢