該論文在研究永磁同步電動機運行原理的基礎上詳細討論了其變頻調速的理論并且設計了一套基于DSP的永磁同步電動機磁場定向矢量控制系統(tǒng).永磁同步電動機相對感應電動機來說具有體積小、效率高以及功率密度大等優(yōu)點,因此自從上個世紀80年代,隨著永磁材料性能價格比的不斷提高,以及電力電子器件的進一步發(fā)展,永磁同步電動機的研究也進入了一個新的階段.永磁同步電動機既區(qū)別于感應電動機又與電勵磁同步電動機相比有自身的特點,因此該論文首先從永磁同步電動機的本身出發(fā),討論了其穩(wěn)態(tài)運行原理,分析了永磁同步電動機的轉矩特性、功率特性及效率.矢量控制理論的發(fā)明是交流調速領域中的一個重大突破,該論文詳細討論了永磁同步電動機的矢量控制,在推導其精確數學模型的基礎上分析了矢量控制理論用于永磁同步電動機控制的幾種電路控制策略,包括了i<,d>=0控制、cosψ=1控制,以及最大轉矩/電流控制方式,并且開發(fā)出基于DSP的全數字永磁同步電動機的矢量控制系統(tǒng),給出了其軟、硬件的設計方案.弱磁控制是永磁同步電動機矢量控制又一方面,論文分析了永磁同步電動機弱磁調速的原理以及弱磁擴速困難的原因,并由此提出了兩種特殊轉子結構的新弱磁方案.直接轉矩控制是繼矢量控制后交流調速領域的又一個高性能控制方法,論文最后討論了直接轉矩控制理論在永磁同步電動機控制上的運用,并使MATLAB工具對永磁同步電動機的直接轉矩控制系統(tǒng)進行了仿真研究,仿真結果表明,直接轉矩控制具有動態(tài)性能好,靜差小以及魯棒性好的特點.
標簽： 永磁同步電動機 變頻調速系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-06
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作為數控機床、機器人等的重要組成部分，隨著加工制造、汽車等行業(yè)的發(fā)展，永磁交流伺服系統(tǒng)成為國內外研究和應用的一個重要領域。同時隨著功率電子器件和微處理器的進步，伺服系統(tǒng)也逐步向全數字化方向發(fā)展，全數字化系統(tǒng)具有可靠性高、實現新控制策略容易、功能豐富等優(yōu)點。 本文論述了永磁同步電機空間矢量脈寬調制控制的最新發(fā)展，分析了從基礎理論到最新的控制算法的有關永磁同步電機空間矢量控制的許多問題。在對永磁同步電動機(PMSM)的數學模型和控制理論進行全面、深入研究的基礎上，本文在PMSM 的電壓空間矢量的弱磁控制方面做了大量的理論和實驗研究，提出一種基于空間矢量PWM (SVPWM)的PMSM 定子磁鏈弱磁控制定方法，在電機轉速達到基本轉速之前采用最大轉矩/電流策略控制，超過基本轉速之后采用弱磁擴速的電流控制策略，使電機具有更大的調速空間，該策略可實現電壓矢量近似連續(xù)調節(jié)，有效減小了PMSM 的轉矩脈動，提高了系統(tǒng)的性能，仿真結果證明了這一結論。 在上述工作的基礎上，研制開發(fā)了一套基于TMS320LF2407A 的高性能全數字永磁交流調速系統(tǒng)。該系統(tǒng)以空間矢量PWM 控制為核心。
上傳時間： 2013-06-08
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隨著電力電子技術、微處理器技術以及新的電機控制技術的發(fā)展，交流調速性能日益提高。變頻調速技術的出現使交流調速系統(tǒng)有取代直流調速系統(tǒng)的趨勢。但是國民經濟的快速發(fā)展要求交流變頻調速系統(tǒng)具有更高的調速精度、更大的調速范圍和更快的響應速度，一般的通用變頻器已經不能滿足工業(yè)應用的需求，而交流電機矢量控制調速系統(tǒng)能夠很好的滿足這個要求。矢量控制(Field Oriented Control)，能夠實現交流電機電磁轉矩的快速控制，本文對三相交流異步電機的矢量控制系統(tǒng)進行了研究和分析，以高性能數字信號處理器為硬件平臺設計了基于DSP的三相交流異步電機的矢量控制系統(tǒng)，并分析了逆變器死區(qū)效應的產生，實現了逆變器死區(qū)的補償。 本文介紹了交流調速及其相關技術的發(fā)展，變頻調速的方案以及國內外對矢量控制的研究狀況。以三相交流異步電機在三相靜止坐標系下的數學模型為基礎，通過Clarke變換和Parke變換得到三相交流異步電機在兩相旋轉坐標系下的數學模型，并利用轉子磁場定向的方法，對該模型進行分析，設計了轉子磁鏈觀測器，以實現交流電機電流量的有效解耦，得到定子電流的轉矩分量和勵磁分量。仿照直流電機的控制方法，設計了矢量控制算法的電流與速度雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。設計了以TMS320LF2407A為主控制器的硬件平臺，在此基礎上實現了矢量控制算法，論述了電壓空間矢量調制(SVPWM)的原理和方法，并對其進行了改進。最后對逆變器的死區(qū)進行了補償。 實驗表明基于轉子磁場定向的矢量控制(FOC)系統(tǒng)，結構簡單，電流解耦方便，動態(tài)性能好，精度較高，能夠基本滿足現代交流電機控制系統(tǒng)的轉矩和速度要求。
上傳時間： 2013-05-24
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本書是作者多年來從事通用變頻器控制系統(tǒng)設計與維護的教學和科研工 作的總結。它介紹了交流調速自動控制系統(tǒng)設計的基礎知識, 著重講述了通 用變頻器的工作原理及控制系統(tǒng)的構造方法; 從實際工程出發(fā), 既介紹了單 機控制系統(tǒng)的組成, 又介紹了多機同步傳動變頻器網絡控制系統(tǒng)的組成知 識; 針對不同的生產工藝要求, 對通用變頻器的應用方法、注意事項和維修 方法, 通過應用實例都做了詳細介紹。
上傳時間： 2013-08-05
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·目 錄文摘英文文摘獨創(chuàng)性聲明及學位論文版權使用授權書第一章緒論1.1交流電機調速技術的發(fā)展狀況1.2現代交流調速系統(tǒng)的類型1.2.1同步電動機調速系統(tǒng)的基本類型1.2.2異步電動機調速系統(tǒng)的基本類型1.3現代交流調速系統(tǒng)的發(fā)展趨勢和動向1.3.1控制理念與控制技術方面的研究與開發(fā)1.3.2變頻器主電路拓撲結構研究與開發(fā)1.3.3 PWM模式改進與優(yōu)化研究1.3.4中壓變頻裝置的研究與開發(fā)1.4本文
標簽： 矢量 控制原理 異步電機 調速系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-05
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數字控制的交流調速系統(tǒng)所選用的微處理器、功率器件及產生PWM波的方法是影響交流調速系統(tǒng)性能好壞的直接因素。在介紹了正弦脈寬調制(SPWM)技術的基礎上，設計了一種以8098單片機作為控制器，以智能功率模塊IPM為開關器件的變頻調速系統(tǒng)。通過軟件編程，產生正弦脈沖寬度調制波形來控制絕緣柵雙極晶體管的導通和關斷，從而達到控制異步電動機轉速的目的。實驗結果表明，該系統(tǒng)可調頻率調電壓，穩(wěn)定度高，調速范圍寬，具有較強的實用價值 Abstract: AC variable speed with digital control systems used microprocessors， power devices and generate PWM wave is the direct factors of affecting the performance AC speed regulation system. On the basis of introducing the sinusoidal pulse width modulation (SPWM) technology，this paper designed variable speed system which used 8098 as a controller， intelligent power module IPM as switching device. Through software programming， resulting in sinusoidal pulse width modulation waveform to control the insulated gate bipolar transistor turn on and off， so as to achieve the purpose of speed control of induction motors. Experimental results show that the system can adjust frequency modulation voltage， high stability， wide speed range， has a strong practical value.
標簽： 8098 SPWM 單片機 變頻調速系統(tǒng)
上傳時間： 2013-11-14
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隨著電力電子技術、微處理器技術以及新的電機控制技術的發(fā)展，交流調速性能日益提高，變頻調速技術的出現使交流調速系統(tǒng)有取代直流調速系統(tǒng)的趨勢。但是國民經濟的快速發(fā)展要求交流變頻調速系統(tǒng)具有更高的調速精度、更大的調速范圍和更快的響應速度，一般的通用變頻器已經不能滿足工業(yè)應用的需求，而交流電機矢量控制調速系統(tǒng)能夠很好的滿足這個要求。矢量控制（Ficld Oricnted Control），能夠實現交流電機電磁轉矩的快速控制，本文對三相交流異步電機的矢量控制系統(tǒng)進行了研究和分析，以高性能數字信號處理器為硬件平臺設計了基于DSP的三相交流異步電機的矢量控制系統(tǒng)。并分析了逆變器死區(qū)效應的產生，實現了逆變器死區(qū)的補償。本文介紹了交流調速及其相關技術的發(fā)展，變頻調速的方案以及國內外對矢量控制的研究狀況。以三相交流異步電機在三相靜止坐標系下的數學模型為基礎，通過Clarke變換和Parke變換得到三相交流異步電機在兩相旋轉坐標系下的數學模型，并利用轉子磁場定向的方法，對該模型進行分析，設計了轉子磁鏈觀測器，以實現交流電機電流量的有效解耦，得到定子電流的轉矩分量和勵磁分量。仿據直流電機的控制方法，設計了矢量控制算法的電流與速度雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。設計了以TMS320LF2407A為主控制器的硬件平臺，在此基礎上實現了矢量控制算法，論述了電壓空間矢量調制（SVPWM）的原理和方法，并對其進行了改進。最后對逆變器的死區(qū)進行了補償。實驗表明基于轉子磁場定向的矢量控制（FOC）系統(tǒng)，結構簡單，電流解赫方便，動態(tài)性能好，精度較高，能夠基本滿足現代交流電機控制系統(tǒng)的轉矩和速度要求。
標簽： dsp 三相交流異步電機 矢量控制系統(tǒng)
上傳時間： 2022-06-30
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隨著科學技術的發(fā)展，交流調速系統(tǒng)的應用越來越普遍。為了保護逆變器直流側電源，在其開關器件的驅動信號中需加入死區(qū)時間，死區(qū)時間的加入對交流調速系統(tǒng)的實際運行產生了許多負面影響，因此，死區(qū)時間的補償隨之而成為交流調速系統(tǒng)研究的熱點和難點問題之一。 本課題研究交流調速系統(tǒng)中DSP控制的電壓型逆變器死區(qū)問題，簡介了三相SPWM逆變器原理后，引出了逆變器死區(qū)問題，對死區(qū)效應產生的機理及死區(qū)存在后引起逆變器輸出電壓的誤差波形進行了分析，揭示了因死區(qū)時間的加入所產生的誤差波形與逆變器相關參數的關系。 在上述研究的基礎上，本文對基于DSP控制器的逆變器死區(qū)問題展開研究，首先對DSP控制器PWM波產生的原理及死區(qū)加入的方法進行了闡述，然后對因死區(qū)時間的加入可能引起的波形失真情況進行了分析。在綜述了目前常用的死區(qū)補償方法的基礎上，針對基于DSP控制的逆變器死區(qū)問題提出了兩種比較實用的死區(qū)補償方法：一種是基于無效器件原理的死區(qū)補償方法，另一種是基于無效器件原理和電流反饋相結合的死區(qū)補償方法。系統(tǒng)仿真實驗表明：采用這兩種方法對死區(qū)時間補償后的電機定子電流波形與未補償前的相比，其畸變得到了明顯改善。為了進一步驗證這兩種補償方法的實際補償效果，本文還為驗證實驗做了一些前期的準備工作。
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：cmc_68289287
隨著電力電子技術進一步發(fā)展,交流電動機的變頻調速系統(tǒng)已被公認為近代交流調速中性能最優(yōu)越的一種電力拖動系統(tǒng).然而,隨著電動機變頻調速技術的發(fā)展,諧波污染問題也逐步顯現.為了消除諧波,節(jié)能降耗,研究者做了大量的研究和分析.目前,在三相感應電動機變頻調速系統(tǒng)中,對于整流過程所產生的諧波,已有過大量的分析和計算,并且研究出了精確的濾波方法,使整流部分輸出電壓近似為直流電壓.而對于逆變過程產生的諧波,大多只是定性分析,很少有定量計算的文獻出現.該文首先對SPWM控制技術從原理上進行了詳細的描述,指出了諧波問題的研究方向和諧波研究的意義.然后針對逆變器-電動機系統(tǒng),利用貝塞爾函數和傅里葉級數理論,分別對單相二階SPWM逆變器和三相SPWM逆變器的輸出電壓諧波的產生、大小和分布進行了細致而具體的分析和計算.通過計算所得到的結果,以圖文的形式對諧波問題進行了分析,得出了相應的結論,并且對影響SPWM輸出電壓諧波頻譜分布的因素進行了詳細的討論.該文還討論了諧波對感應電動機繞組磁動勢、旋轉磁場的轉差率、轉矩以及銅耗的影響,為感應電動機變頻調速系統(tǒng)的設計、電機供電電壓諧波分析及附加損耗計算提供了參考.該文最后利用MATLAB軟件的SIMULINK中的電力系統(tǒng)庫,建立SPWM逆變電路的仿真模型.通過仿真,不但驗證了數學理論推導的正確性,而且為電力電子電路和電機變頻調速系統(tǒng)的設計提供了一種很好的仿真方法.
上傳時間： 2013-06-28
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由于直流調速的局限性和交流調速的優(yōu)越性，以及計算機技術和電力電子器件的不斷發(fā)展，異步電動機變頻調速技術正在快速發(fā)展之中。在現代微機技術的快速發(fā)展下，計算機運行速度不斷提高，指令的執(zhí)行速度也達到了前所未有的高度，使得復雜算法應用計算機來進行實時運算、執(zhí)行成為可能。經過最近十幾年的應用開發(fā)，交流異步電動機的變頻調速性能已經優(yōu)于直流調速系統(tǒng)。 目前廣泛研究應用的異步電動機調速技術有恒壓頻比控制方式、矢量控制、直接轉矩控制等。本論文中所討論的是異步電動機矢量控制調速方法，相對于恒壓頻比控制和直接轉矩控制，它有動態(tài)性能和低速性能好、調速范圍寬等優(yōu)點。 本文對異步電動機的數學模型的建立進行了詳細的分析和闡述。通過對異步電動機的動態(tài)電磁關系的分析以及坐標變換原理概念的介紹，建立了異步電動機在不同坐標系上的數學模型，指出了異步電動機的模型特點是一多變量、強藕合的非線性系統(tǒng)。 在對異步電動機的矢量控制原理進行闡述時，給出了矢量變換方法實現的步驟，并依次說明了三相異步電動機數學模型是如何解耦的。在論述了二相異步電功機的磁場定向原理后，介紹了轉子磁鏈的計算方法并設計了轉子磁鏈觀測器。 詳細地分析了磁通調節(jié)器，轉矩調節(jié)器和轉速調節(jié)器的工作原理，并設計了磁通調節(jié)器，轉矩調節(jié)器，轉速調節(jié)器。以DSP為控制核心，設計了異步電動機的矢量控制系統(tǒng)的硬件，并編制了軟件程序。 運用MATLAB的工具軟件SIMULINK對磁通閉環(huán)的矢量控制系統(tǒng)進行仿真，給出了仿真結果，并對仿真結果進行了分析。
上傳時間： 2013-04-24
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