基于DSP的异步电动机直接转矩控制系统研究

作     者：代兵 

作者单位：哈尔滨工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：姚绪梁

授予年度：2009年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：异步电动机 直接转矩控制 电压矢量 DSP 

摘      要：异步电动机直接转矩控制技术是近年来发展起来的一种新型、高性能交流调速技术。它利用电压源型逆变器的工作过程,控制定子磁链的走或停,即调整定子磁链与转子磁链的夹角大小,从而对电机转矩进行直接控制以获得良好的动态性能。 论文首先探讨了直接转矩控制技术的现状和发展趋势,阐述了直接转矩控制的基本原理,分析了常用的圆形磁链轨迹控制方法,详细介绍了直接转矩控制系统主要模块的设计和实现。在分析交流异步电机动态数学模型、转矩和磁链计算方程的基础上,分析了直接转矩控制的异步电动机在低速运行时存在转矩脉动和转速波动较大的问题。基于占空比控制和离散占空比控制的异步电动机直接转矩控制方法,由电机电磁转矩公式和合成电压矢量理论推导了直接计算占空比的方法,在不影响系统各方面性能指标的情况下使降低转矩脉动的计算量大大减少,方便了计算和使用。两种方法均具有系统结构简单、占空比计算量小等优点。研究结果验证了这两种方法的正确性和有效性。在第一种方法中加入了单神经元控制器,使系统的动静态性能得到了提高。接着对利用空间电压矢量调制的直接转矩控制系统进行了研究。仿真结果表明此种方法能够有效的降低转矩脉动,使系统性能得到提高。 以TMS320F2812DSP为CPU搭建了直接转矩控制硬件实验平台,调试了硬件电路。编写了相关软件流程图和程序清单。