全数字交流牵引变频调速控制装置的研究

摘要

本文研究了一种高性能全数字交流感应电机矢量控制驱动系统，该系统以电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)为理论基础，采用IGBT功率模块作为开关元件，组成交-直-交电压型逆变器，系统在设计上采用80C196KC单片机+TMS320F240DSP的双CPU结构，16位单片机完成实时性要求比较低的管理任务，DSP完成实时性要求高的数据采样和矢量控制任务，并给出了系统的硬件及软件设计。系统采用简单的电压/频率(V/F)控制理论，以及较新的空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)算法，得到了较好的电压空间矢量。本系统实现了电机的软启动、软关断功能，电机电流的谐波失真较少，电压利用率比常规的正弦波脉冲宽度调制(SPWM)有了较大的提高，器件的开关损耗也得到了明显的减少。该系统具有控制简单，外围电路较少，性价比较高等优点，满足交流牵引变频器的性能要求。

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第一章概述

§1.1交流电机调速的发展概况

§1.2变频调速的国内外现状

§1.3变频调速器的分类和选择

§1.4本文研究目的和内容

第二章感应电动机变频调速的基本原理

§2.1感应电机变频控制时的机械特性

§2.2 V/F控制

§2.3 SPWM调制变频技术

第三章空间电压矢量控制技术

§3.1电压空间矢量法的基本工作原理

§3.2电压空间矢量SVPWM的方法

§3.3空间电压矢量SVPWM的实时调制算法

第四章硬件电路设计及实现

§4.1系统总体介绍

§4.2主回路设计

§4.3电压检测电路

§4.4电流检测电路设计

§4.5电机转速和位置检测电路

第五章控制软件设计和实现

§5.1控制软件设计方略

§5.2 TMS320F240 DSP事件管理模块实现SVPWM

§5.3程序设计和实现

第六章实验结果及分析

§6.1起动、停止波形

§6.2电压波形

§6.3电流波形

结束语

致谢

参考文献

作者在读期间的研究成果