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基于DSP的无刷直流电机机构控制系统研究

作　者: 张红奎
导　师: 刘爱民
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 高压断路器无刷直流电机机构 DSP 联机实验
分类号: TM33
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着电力行业的迅速发展,对电网的可靠性性要求越来越高,电力设备的智能化已成为当今社会研究的热点。本文在高压断路器无刷直流电机操动机构运动控制仿真的基础上,提出了系统的控制方案,通过对电机操动机构的有效控制,使断路器能够按照理想动作曲线完成分、合闸操作,进而为智能化电网的发展和电器设备的智能化发展奠定了基础。首先,在研究真空断路器对操作机构的要求和无刷直流电机的数学模型的基础上,根据电机机构的具体应用场合,设计高压断路器无刷直流电机机构控制系统。以TMS320F2812为核心设计了控制系统的硬件电路,主要包括DSP最小系统、电机转子位置检测电路、功率驱动电路和系统信息反馈电路等,绘制所设计的硬件电路PCB板图,并进行PCB板的加工、元器焊接和电路调试。其次,设计高压断路器无刷直流电机机构控制系统软件流程,包括控制系统主程序、电机绕组换相子程序和CAN通讯子程序等。在DSP软件编译环境CCS3.3中,对系统的软件程序进行编辑和调试。最后,将控制系统与高压断路器和无刷直流电机操动机构进行联机实验,对驱动电路调试、转子位置检测电路调试及电机的单相驱动、三相驱动等进行实验,同时检测高压断路器动触头的行程、电机机构的电流和转角等参数。通过多次实验表明:控制系统可以控制电机驱动高压断路器完成分、合闸操作,证明所设计控制系统的可靠性和合理性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-18
  1.1 课题研究背景和意义  10
  1.2 国内外的研究现状和发展趋势  10-15
    1.2.1 高压断路器操动机构的发展  10-13
    1.2.2 无刷直流电机控制策略的发展  13-15
    1.2.3 功率器件和无刷直流电机控制器发展  15
  1.3 高压断路器对操动机构的要求  15-16
  1.4 课题的来源和主要研究内容  16-18
第二章高压断路器无刷直流电机机构  18-22
  2.1 无刷直流电机操动机构  18
  2.2 无刷直流电机  18-20
  2.3 真空断路器反力特性  20-22
第三章高压断路器无刷直流电机机构控制系统设计  22-38
  3.1 控制系统硬件电路设计  22-31
    3.1.1 DSP 最小系统设计  23-26
    3.1.2 功率驱动电路的设计  26-29
    3.1.3 转子位置检测单元  29-30
    3.1.4 系统信息检测单元  30-31
  3.2 控制系统软件设计  31-37
    3.2.1 系统主程序设计  31-33
    3.2.2 控制系统各功能子程序设计  33-37
  3.3 本章小结  37-38
第四章控制系统与断路器联机实验  38-48
  4.1 实验平台搭建  38-39
  4.2 控制系统调试  39-43
    4.2.1 硬件电路调试  39-42
    4.2.2 软件程序调试  42-43
  4.3 联机实验  43-48
    4.3.1 电机机构单相绕组实验  44
    4.3.2 电机机构三相绕组实验  44-48
第五章结论  48-49
参考文献  49-51
在学研究成果  51-52
致谢  52

基于DSP的无刷直流电机机构控制系统研究

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