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      論壇公告: 中國步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用網(wǎng):http://using.zgbjdj.com/
        文章標(biāo)題:基于DSP的異步電機(jī)DTC系統(tǒng)研究
      回復(fù)文章
      作者:vivan2254  發(fā)表時(shí)間:2010-7-13 10:00:37
      基于dsp的異步電機(jī)dtc系統(tǒng)研究
      胡茗,盧王平,胡學(xué)芝
      (贛江職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程學(xué)院,南昌330108
       
       
      摘要:在建立異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上,介紹了一種以tms320f2812為主控芯片和智能功率模塊作為主電路,采用空間電壓矢量脈寬調(diào)制技術(shù)得到逆變器的開關(guān)控制信號(hào)的全數(shù)異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),給出了系統(tǒng)的硬件和軟件結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,采用svpwm技術(shù)的異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡
      單,性能優(yōu)良,大大改善了電機(jī)的運(yùn)行品質(zhì),提高r電壓利用率。
      關(guān)鍵詞:tms320f2812;直接轉(zhuǎn)矩控制;智能功率模塊;異步電機(jī)
      中圖分類號(hào):tm343    文獻(xiàn)標(biāo)志碼:a    文章編號(hào):1001-6848(2010)06-0074-04
      0引  言  
        異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制是繼矢量控制之后又一種新型的具有高性能的交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù),不同于矢量控制技術(shù),它在很大程度上解決了矢量控制中計(jì)算復(fù)雜、特性易受電機(jī)參數(shù)變化的影響、實(shí)際性能難以達(dá)到理論分析結(jié)果的一些重要技術(shù)問題,其原理是利用空間矢量分析直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的原理是利用空間矢量分析法、采用定子磁場定向、將實(shí)時(shí)檢測到的定子電流和電壓進(jìn)行3/2變換、從而直接在靜止的α-β坐標(biāo)系下計(jì)算交流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和磁鏈,再分別與給定轉(zhuǎn)矩和磁鏈進(jìn)行比較、進(jìn)行bang-bang控制,根據(jù)控制器輸出結(jié)果和磁鏈位置查找****開關(guān)表產(chǎn)生pwm信號(hào),直接對(duì)逆變器的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行****控制01。本文給出了一種基于數(shù)字信號(hào)處理器tms320f2812和智能功率模塊的異步電機(jī)直接矩轉(zhuǎn)控制的實(shí)現(xiàn)方案,闡述了系統(tǒng)的硬件組成和軟件設(shè)計(jì)方法,并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
      l dtc系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型和控制原理
      1.1控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
        采用空間矢量分析方法,通過坐標(biāo)變換可得直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)在α-β坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型為:
        其電壓方程為:
      定子磁鏈方程為:
       
      轉(zhuǎn)矩方程為:
      1.2系統(tǒng)控制原理
          根據(jù)上述模型,可得直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的原理框圖如圖1所示,控制系統(tǒng)在低速運(yùn)行時(shí)采用近似圓形的磁鏈軌跡,以此來保證在低定子頻率下維持轉(zhuǎn)矩和磁鏈基本不變。由圖l可見,通過檢測定子電壓ua,ub,uc和定子電流ia,ib,ic,經(jīng)3/2坐標(biāo)變換,得到uα,uβ,iα,iβ,用式(1)~式(5)計(jì)算出定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩觀測值后,即可對(duì)兩者進(jìn)行閉環(huán)控制,由磁鏈所在的空間位置和查開關(guān)表輸出開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)逆變器處于某一工作狀態(tài)時(shí),磁鏈軌跡沿該狀態(tài)對(duì)應(yīng)的電壓矢量方向運(yùn)動(dòng),速度與電壓矢量的幅值成比例,為了改變磁鏈?zhǔn)噶康男D(zhuǎn)速度,需引入零電壓矢量,在零電壓矢量作用期間,磁鏈停止不動(dòng)。交替使用工作矢量和零矢量,可有效控制磁鏈速度。這樣選擇合適的卒間電壓矢量可使定子磁鏈?zhǔn)噶康能壽E近似圓形,并且矢量旋轉(zhuǎn)的速度通過改變逆變器輸出的零電壓矢量和工作電壓矢墨的作用時(shí)間來控制。零電壓矢量是由轉(zhuǎn)矩bang-bang控制來實(shí)現(xiàn)的,其控制過程是,當(dāng)轉(zhuǎn)矩與給定值的差值大于滯環(huán)寬度時(shí),逆變器轉(zhuǎn)入零矢量控制,磁鏈停轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)矩下降,直到轉(zhuǎn)矩與給定值的差值小于滯環(huán)寬度時(shí),再轉(zhuǎn)人工作矢量狀態(tài),如此反復(fù)。控制過程中,如果定子磁鏈要求增加,dψ1=1,如果定子磁鏈要求減小,dψ1=0;如果轉(zhuǎn)矩要求增加,dte=l,如果轉(zhuǎn)矩要求減小,d te=o,如果轉(zhuǎn)矩不變,dte=0。根據(jù)ddψ1和dte及定子磁鏈在空間的位置,按開關(guān)表選出合適的電壓矢量。逆變器再將空間電壓矢量在采樣結(jié)束時(shí)加至電機(jī)的定子端控制電機(jī)運(yùn)行。
      2系統(tǒng)硬件與軟件設(shè)計(jì)
      2.1系統(tǒng)硬件組成
          如圖2所示,系統(tǒng)以tms320f2812為控制核心,以ipm模塊為逆變器來實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的全數(shù)字化控制框圖。
         
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