基于DSP的异步电机SVPWM变频调速控制系统的研究

摘要

交流电机具有结构简单、价格低廉、坚固耐用等优点,在工业、农业、国防和社会生活的各个领域得到了广泛应用。目前,交流电机的用电量占全国工业总用电量的60％以上。异步电机变频调速系统具有损耗低、效率高、外部电路简单等显著优点,在电力传动领域得到了日益广泛的应用,已成为电力传动控制的主要发展方向。本文就是围绕异步电机变频调速控制系统展开研究的。
　　本论文首先对异步电机高阶、非线性、强耦合的多变量系统进行分析研究,得出了其数学模型的基本方程式,接着阐述了坐标变换和异步电机在不同坐标系下的数学模型。
　　电压空间矢量脉宽调制技术(SVPWM技术)具有优良的动态特性,且电压利用率高,本文对其基本原理及其数字化实现进行了详细的介绍,并利用MATLAB/SIMU-LINK构建其了仿真模型。
　　分析研究了异步电机的直接转矩控制系统,针对传统的直接转矩控制转矩脉动大、开关频率不恒定等问题,采用了一种基于 SVPWM的新型直接转矩控制系统。无速度传感器转速估算是现代交流传动研究中的一个重要方向,本文重点研究了基于模型参考自适应(MRAS)的转速辨识方法,并利用MATLAB仿真软件建立了基于SVPWM的异步电机无速度传感器直接转矩控制系统模型。理论分析和仿真结果均表明,该系统计算简便,能有效减小磁链和转矩脉动,只需测量定子电压、电流即可估计出转速,实现异步电机的无速度传感器控制。
　　最后,以TMS320LF2407为核心控制器,通过对硬件电路的设计和软件程序的编写,构建了一套基于DSP的异步电机变频调速控制系统。

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第一章 绪论

§1.1引言

§1.2交流调速控制技术的发展与现状

§1.3本课题研究的意义及目的

§1.4本文主要研究内容及安排

第二章 异步电机的数学模型

§2.1异步电机的基本方程式

§2.2 坐标系及坐标变换

§2.3 异步电机在不同坐标系上的数学模型

§2.4本章小结

第三章 电压空间矢量脉宽调制技术

§3.1 电压空间矢量脉宽调制技术原理

§3.2 空间矢量PWM的数字化实现

§3.3 SVPWM算法仿真分析

§3.4本章小结

第四章 基于SVPWM的异步电机无速度传感器直接转矩控制

§4.1 异步电机直接转矩控制

§4.2 基于SVPWM的直接转矩控制

§4.3 异步电机的无速度传感器控制

§4.4仿真分析

§4.5 本章小结

第五章 异步电机变频调速系统的设计与实现

§5.1 变频调速控制系统总体设计

§5.2系统的硬件设计

§5.3变频调速系统的软件设计

§5.4实验平台及测试分析

§5.5本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间主要研究成果