学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

交流异步电机无速度传感器低速控制策略研究

作　者: 谷利飞
导　师: 潘海鹏
学　校: 浙江理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 转子磁场定向控制交流异步电机低频改进 DSP
分类号: TM343
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 115次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着电力电子及控制技术的发展,变频调速在交流异步电机调速方面发挥着越来越重要的作用。它以优异的调速和起制动性能、高效率、高功率因数和节电效果,已成为当今世界节约电能、改造传统产业、改善工艺流程、提高生产过程自动化水平、推动技术进步的重要手段之一,在各种生产机械上如风机、水泵、纺织机械、机床等有着广泛的应用。在变频调速系统中,为了实现异步电机高动态、高精度的调速性能,需要通过测速发电机或测速码盘来实现转速闭环,但由此在实际应用中产生了许多新的问题,如:增加了系统成本,降低了系统抗电磁干扰能力,速度传感器易成为故障源等。本文针对上述问题,从交流异步电机变频调速原理出发,研究了无速度传感器直接磁场定向控制的方法,设计了以DSP为控制器的异步电机无速度传感器转子磁场定向控制系统,以消除因采用速度传感器所带来的问题。同时,针对交流异步电机变频调速系统采用变压变频(VVVF)调速和矢量调速方法存在的低速段调速精度差、转矩脉动大等问题,提出了电流模型磁链观测器与反电势积分模型相结合的方法,实现了对电机转子磁链的幅值和相位进行检测;通过电流模型对转子转速进行辨识构成速度反馈回路,提高了矢量控制在电机低速段调速精度,取得了满意的测试效果。在理论研究的基础上,以TI公司的电机控制专用芯片TMS320F2808 DSP为控制器,完成了异步电机控制系统硬件平台的搭建。详细介绍了DSP时钟发生器、JTAG接口、整流滤波、三相逆变桥、保护电路、开关电源等工作原理及电路设计;编制了软件功能模块,完成了样机的调试与测试。所设计的变频调速系统适用于功率允许范围内的不同型号的异步电机,并具备欠压、过压、过温、过流和过载等保护功能,有较高的实用价值。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第一章绪论  11-19
  1.1 交流异步电机控制系统的发展和现状  11-12
  1.2 无速度传感器矢量控制技术的发展和国内外研究现状  12-16
    1.2.1 无速度传感器矢量控制转速估计方法  13-15
    1.2.2 无速度传感器矢量控制转子磁链估计方法  15-16
  1.3 本课题的研究背景和意义  16-17
  1.4 本文研究的主要内容  17-19
第二章交流异步电机无速度传感器矢量控制系统原理  19-30
  2.1 交流异步电机矢量控制基本原理  19-26
    2.1.1 交流异步电机在三相静止坐标系下的数学模型  19-22
    2.1.2 坐标变换  22-24
    2.1.3 交流异步电机在两相静止坐标系下的数学模型  24-25
    2.1.4 交流异步电机在两相旋转坐标系下的数学模型  25-26
  2.2 矢量控制变频调速原理  26-30
第三章交流异步电机无速度传感器系统低速段建模与算法研究  30-37
  3.1 直接磁场定向控制基本原理  30
  3.2 交流异步电机低速段数学模型建立  30-32
    3.2.1 基于电流模型磁链观测器的低速段算法研究  31-32
    3.2.2 反电势积分法磁链观测器  32
  3.3 电机转速的辨识  32-34
  3.4 仿真研究  34-37
    3.4.1 转子磁链信号的仿真结果  35-36
    3.4.2 电机转速的仿真结果  36-37
第四章交流异步电机无速度传感器硬件电路设计  37-55
  4.1 系统硬件电路总体结构  37-38
  4.2 控制板电路设计  38-41
    4.2.1 TMS320F2808 芯片简介  38
    4.2.2 DSP 芯片的供电  38-39
    4.2.3 时钟发生器  39
    4.2.4 JTAG 接口设计  39-41
  4.3 驱动板电路设计  41-47
    4.3.1 整流电路设计  41-42
    4.3.2 滤波电路设计  42
    4.3.3 逆变桥及其驱动电路设计  42-44
    4.3.4 检测及保护电路设计  44-47
  4.4 开关电源电路设计  47-52
    4.4.1 开关电源设计要求  47
    4.4.2 反激式开关电源工作原理  47-49
    4.4.3 开关电源硬件电路设计  49-50
    4.4.4 开关电源变压器设计  50-51
    4.4.5 测试结果  51-52
  4.5 操作面板设计  52-55
第五章实验研究  55-60
  5.1 操作面板设计  55
  5.2 控制板设计  55-56
  5.3 开关电源设计  56-57
  5.4 驱动板设计  57-58
  5.5 系统测试  58-60
第六章总结与展望  60-62
参考文献  62-66
致谢  66-67
攻读硕士学位期间取得的研究成果  67

交流异步电机无速度传感器低速控制策略研究

内容摘要

全文目录

相似论文