基于DSP的多相永磁同步电机矢量控制系统

摘要

矢量控制使交流调速系统的性能产生了质的飞跃,多相永磁同步电机矢量控制系统更是提高了系统性能,增强了系统可靠性.该文以双Y移30°六相永磁同步电机为例,在简要介绍三相永磁同步电机矢量控制的基础上,通过坐标变换建立了多相永磁同步电机矢量控制的数学模型.同时,利用多相电机的相冗余特点,对定子侧绕组开路或逆变器桥臂故障时不对称多相永磁同步电机的补偿控制进行了重点阐述,提出了两种补偿控制方法,即基于故障前后定子绕组产生的合成磁动势不变的补偿方法,和采用改进旋转坐标变换实现的新型矢量控制方法.多相永磁同步电机矢量控制系统的数字仿真结果表明,正常时多相永磁同步电机的性能远远优于普通三相永磁同步电机,更为重要的是,故障后形成的不对称多相永磁同步电机采用补偿控制策略时,其性能可与正常时的性能相媲美,从系统级上提高了交流调速系统的可靠性.针对PI控制器的不足,该文在介绍模糊控制原理的基础上,还为多相永磁同步电机矢量控制系统设计了基于PI+EFLC(增强型模糊逻辑控制器)的双模控制器,并取得了满意的仿真结果.最后,该文以DSP和CPLD为核心,构造了多相永磁同步电机矢量控制系统的硬件系统,并对其软件设计做了相应介绍.

目录

文摘

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第1章 绪论

1.1引言

1.2电力电子器件和微处理器的发展

1.2.1电力电子器件的发展

1.2.2微处理器的发展

1.3交流电机调速系统的发展与现状

1.4本文研究的目的和内容

第2章 矢量控制原理和永磁同步电机数学模型

2.1矢量控制的发展和基本原理

2.2坐标变换

2.3永磁同步电机概述

2.4永磁同步电机的数学模型

2.5永磁同步电机的仿真

2.5.1 MATLAB/SIMULINK简介

2.5.2三相永磁同步电机的仿真

2.6本章小结

第3章 多相永磁同步电机的矢量控制

3.1多相永磁同步电机概述

3.1.1多相永磁同步电机的分类和结构

3.1.2多相永磁同步电机的特点

3.2多相永磁同步电机的坐标变换

3.2.1 6s/2s变换

3.2.2 2s/2r变换

3.2.3 6s/2r变换

3.3多相永磁同步电机的磁动势和电磁力矩

3.4多相永磁同步电机的数学模型

3.5多相永磁同步电机的仿真

3.5.1同容量三相PMSM和六相PMSM的参数比较

3.5.2同容量三相PMSM和六相PMSM的仿真及结果分析

3.6模糊控制原理及多相永磁同步电机的模糊控制

3.6.1模糊控制原理

3.6.2多相永磁同步电机的模糊控制

3.7本章小结

第4章 多相永磁同步电机不对称时的矢量控制

4.1概述

4.2多相PMSM故障且无补偿时的磁动势和电磁力矩

4.2.1

4.2.2两正交相开路

4.3多相PMSM不对称时基于磁动势不变的补偿原理

4.4多相PMSM一相开路时的坐标变换

4.4.1 5s/2s变换

4.4.2 2s/2r变换

4.4.3 5s/2r变换

4.5多相PMSM一相开路时的数学模型

4.6多相PMSM一相开路且无补偿时的仿真

4.7多相PMSM一相开路时的补偿控制原理及数学模型

4.8多相PMSM一相开路且带补偿时的仿真

4.9多相PMSM两正交相开路时的坐标变换

4.9.1 4s/2s变换

4.9.2 2s/2r变换

4.9.3 4s/2r变换

4.10多相PMSM两正交相开路时的数学模型

4.11多相PMSM两正交相开路时的仿真

4.12本章小结

第5章 多相永磁同步电机矢量控制系统的DSP实现

5.1 TMS320F240概述

5.2多相PMSM矢量控制系统的硬件实现

5.2.1系统控制主电路

5.2.2 PWM信号发生电路

5.2.3电机主电路

5.3多相PMSM矢量控制系统的软件实现

5.4本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录