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矢量控制系統(tǒng)

  • 基于DSP和FPGA的異步電機矢量控制系統(tǒng)的研究.rar

    矢量控制作為一種先進的控制策略,是在電機統(tǒng)一理論、機電能量轉(zhuǎn)換和坐標變換理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,具有先進性、新穎性和實用性的特點。它是以交流電動機的雙軸理論為依據(jù),將定子電流矢量分解為按轉(zhuǎn)子磁場定向的兩個直流分量:一個分量與轉(zhuǎn)子磁鏈矢量重合,稱為勵磁電流分量;另一個分量與轉(zhuǎn)子磁鏈矢量垂直,稱為轉(zhuǎn)矩電流分量。通過控制定子電流矢量在旋轉(zhuǎn)坐標系的位置及大小,即可控制勵磁電流分量和轉(zhuǎn)矩電流分量的大小,實現(xiàn)像直流電動機那樣對磁場和轉(zhuǎn)矩的解耦控制。本文研究的是以TMS320LF2407ADSP和FPGA為控制核心的矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)。 分析了脈寬調(diào)制和矢量控制的原理與實現(xiàn)方法,從而建立了異步電動機的數(shù)學模型。對于矢量控制,分析了矢量控制的基本原理和控制算法,推導了三相坐標系、兩相靜止與旋轉(zhuǎn)坐標系下的電機基本方程和矢量控制基本公式。同時在進行相應的坐標變換以后,得到了間接磁場定向型變頻調(diào)速系統(tǒng)的矢量控制圖,并結(jié)合TMS320LF2407ADSP完成了具體的實現(xiàn)方法,根據(jù)矢量控制的基本原理,設計了一種基于DSP和FPGA的SVPWM冗余系統(tǒng)。 在硬件方面,以TMS320LF2407ADSP和EP1C12Q240FPGA為控制器,兩者之間通過雙口RAMIDT7130完成數(shù)據(jù)的交換,并能在一方失控時另一方立即產(chǎn)生SVPWM波形。同時完成無線遙控、速度給定、數(shù)據(jù)顯示以及電流、速度檢測和保護等功能,也對變頻調(diào)速系統(tǒng)的主電路、電源電路、FPGA配置電路、無線遙控電路、LCD顯示電路、保護電路、電流和轉(zhuǎn)速檢測電路作了簡單的介紹。在軟件方面,給出了基于DSP的矢量控制系統(tǒng)軟件流程圖,并用C語言進行了編程。用硬件描述語言Verilog對FPGA進行了編程,并給出了相關(guān)的仿真波形。MATLAB仿真結(jié)果表明,本文研究的調(diào)速系統(tǒng)的矢量控制算法是成功的,并實現(xiàn)了對電機的高性能控制。

    標簽: FPGA DSP 異步電機

    上傳時間: 2013-07-09

    上傳用戶:jogger_ding

  • 異步電機矢量控制在電動車上的應用.rar

    電動車是指以車載電源為動力,用電機驅(qū)動車輪行駛,符合道路交通、安全法規(guī)各項要求的車輛,電動車無內(nèi)燃機汽車工作時產(chǎn)生的廢氣,不產(chǎn)生排氣污染,對環(huán)境保護和空氣的潔凈是十分有益的,幾乎是“零污染”。電動汽車的研究表明,其能源效率已超過汽油機汽車。特別是在景區(qū)運行,汽車走走停停,行駛速度不高,電動汽車更加適宜。電機驅(qū)動及控制系統(tǒng)是電動汽車的核心,本文主要設計的是電動游覽車用異步電動機的驅(qū)動控制系統(tǒng)。 本文設計了以IGBT作為開關(guān)元器件的主電路結(jié)構(gòu),通過多次改進結(jié)構(gòu),并設計采用了具有硬件互鎖功能的驅(qū)動電路,進一步提高了主電路的可靠性。以TI公司生產(chǎn)的TMS320LF2407A芯片為系統(tǒng)控制核心,設計了控制電路以及保護電路;編寫了以矢量控制作為核心算法、空間電壓矢量控制作為PWM控制方式的控制程序。通過研究單神經(jīng)元矢量控制的原理,進行了仿真,驗證了單神經(jīng)元矢量控制具有更好的快速性、魯棒性和自適應性。 通過大量的實驗和實際現(xiàn)場裝車調(diào)試證明,本文設計的異步電動機控制系統(tǒng)可靠性高,動態(tài)性能良好,控制簡單,適合在蓄電池供電的逆變器應用場合(電動車)。

    標簽: 異步電機 矢量控制 電動車

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:1109003457

  • 混合動力車用驅(qū)動電機矢量控制系統(tǒng)研究.rar

    混合動力電動汽車(HEV)作為降低城市汽車尾氣污染、減少油耗和調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的行業(yè)新技術(shù),前景十分廣闊,日益受到人們的關(guān)注,其開發(fā)也成為新的熱點。驅(qū)動電機及其控制系統(tǒng)是HEV的核心部分,其性能的優(yōu)劣很大程度上決定了車輛的動態(tài)性能,因此對其進行研究具有重要的理論意義和應用價值。 本文主要研究混合動力車用交流驅(qū)動電機控制系統(tǒng),以高性能的數(shù)字信號處理器(DSP)為核心,采用轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制(FOC)算法,設計了一種基于DSP的交流驅(qū)動電機控制器。主要研究內(nèi)容如下: 首先,在分析國內(nèi)外研究狀況和比較幾種常用驅(qū)動電機的基礎(chǔ)上,結(jié)合HEV對驅(qū)動電機的特性要求,選擇交流異步電機作為HEV的驅(qū)動電機和基于轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制技術(shù)作為系統(tǒng)開發(fā)方案。 其次,以交流異步電機的動態(tài)數(shù)學模型為基礎(chǔ)建立了轉(zhuǎn)子磁鏈位置的電流計算模型,實現(xiàn)交流電機轉(zhuǎn)矩和勵磁電流分量的有效解耦。結(jié)合矢量控制理論及電壓空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)技術(shù)給出了混合動力車用驅(qū)動電機矢量控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。 最后,以一臺5kw異步電機作為控制對象,搭建了系統(tǒng)主電路。系統(tǒng)控制電路以TMS32OLF2407A DSP為核心,由電流、電壓及速度等檢測模塊和CAN總線通信模塊組成。系統(tǒng)以CCS2集成開發(fā)環(huán)境為平臺,采用匯編語言編程,設計了基于DSP的矢量控制具體的軟件實現(xiàn)方法,實現(xiàn)了全數(shù)字化的HEV驅(qū)動電機矢量控制系統(tǒng)。論文給出了驅(qū)動電機運行的調(diào)試結(jié)果并進行了分析。 實驗表明該控制系統(tǒng)響應速度快,電壓利用率高,動態(tài)性能好,能夠滿足HEV對驅(qū)動電機動態(tài)和靜態(tài)性能的要求,對開發(fā)出低成本、高性能的電機驅(qū)動控制系統(tǒng)具有實用價值。

    標簽: 混合動力 車用 矢量控制

    上傳時間: 2013-07-06

    上傳用戶:banyou

  • 異步電機矢量控制系統(tǒng)的分析與設計.rar

    矢量控制一直是電機控制領(lǐng)域的熱門話題。本文以異步電機為研究對象,以矢量控制的解耦思想為基礎(chǔ),采用自動控制的有關(guān)方法,對矢量控制進行了探討,著重研究了矢量控制系統(tǒng)中控制器的設計。 @@ 本文對矢量控制和自動控制的相關(guān)理論進行了簡單的介紹,包括矢量控制的原理、坐標變換、控制系統(tǒng)的性能指標等。按照矢量控制的解耦思想將耦合的交流電機模擬為解耦的直流電機進行控制,解耦后的交流電機可對轉(zhuǎn)子磁鏈和轉(zhuǎn)速進行獨立控制。在設計磁鏈控制器和速度控制器時,通過使用自動控制的相關(guān)原理,使得轉(zhuǎn)子磁鏈和電機轉(zhuǎn)速達到了預期的性能要求。本文使用的設計方法是先在連續(xù)域下設計控制器,然后將其離散化為數(shù)字控制器,并對連續(xù)域下的控制器和離散域下的控制器進行了仿真和比較。電機轉(zhuǎn)速是本文的一個重要參數(shù),文中專門設計了轉(zhuǎn)速實驗,并對測量結(jié)果進行了誤差分析。最后,對本文設計方法的不足之處進行了簡單的說明,也給出了對應的改善方法。 @@ 仿真表明,本文設計的矢量控制系統(tǒng)達到了良好的控制效果。 @@關(guān)鍵字:矢量控制、磁鏈調(diào)節(jié)器、速度調(diào)節(jié)器

    標簽: 異步電機 矢量控制系統(tǒng)

    上傳時間: 2013-06-17

    上傳用戶:edrtbme

  • 繞組勵磁同步電機無傳感器矢量控制的研究.rar

    繞組勵磁同步電機具有功率因數(shù)可調(diào)、效率高等優(yōu)點,在工業(yè)大功率場合獲得了廣泛應用,因此研究和開發(fā)高性能的繞組勵磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)具有重大的經(jīng)濟價值和社會效益。目前開發(fā)高性能繞組勵磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)所采用的控制方案主要有兩種:一種是直接轉(zhuǎn)矩控制(DTFC);另一種是磁場定向矢量控制(FOC)。繞組勵磁同步電機的矢量控制策略具有控制結(jié)構(gòu)簡單,物理概念清晰,電流、轉(zhuǎn)矩波動小,轉(zhuǎn)速響應迅速,易實現(xiàn)數(shù)字控制等優(yōu)點。因此,在交流傳動領(lǐng)域中,越來越受到學者的關(guān)注。但是,無論在國內(nèi)還是國外,交直交型繞組勵磁同步電機矢量控制系統(tǒng)的研究還缺乏全面深入的理論研究,還沒有建造起矢量控制系統(tǒng)的理論體系構(gòu)架。本文對繞組勵磁同步電機矢量控制系統(tǒng)進行了初步的理論探討,并進行了詳細的實踐研究,為以后更深入、廣泛地研究此系統(tǒng),打好堅實的基礎(chǔ)。本論文主要研究內(nèi)容如下: @@ 通過廣泛的查找文獻,對幾種常見的同步電機傳動系統(tǒng)進行了綜述,分析了同步電機變頻調(diào)速原理,在此基礎(chǔ)上,講述了無傳感器技術(shù)在同步電機中的應用現(xiàn)狀。無傳感器技術(shù)主要有兩大類:基于基波量的檢測方法和基于外加信號的激勵法。隨后,對轉(zhuǎn)子初始位置的估計進行了綜述,其方法有:基于電機定子鐵芯飽和效應的轉(zhuǎn)子位置估計,高頻信號注入法,基于定子繞組感應電壓的估計法和基于相電感計算法等。繞組勵磁同步電機轉(zhuǎn)子初始位置估計的研究還很少。 @@ 對繞組勵磁同步電機矢量控制的理論進行了全面深入地研究,建立起矢量控制的理論體系構(gòu)架。 @@ 首先,基于磁勢等效原理,將三相靜止交流信號等效變換為兩相旋轉(zhuǎn)直流信號,將交流電機等效為直流電機進行控制。在Clarke變換和Park變換的基礎(chǔ)上,得到凸極同步電機轉(zhuǎn)子磁場定向的電壓矩陣方程、功率方程和運動方程。根據(jù)上述方程,繪出dq軸的等值電路及矢量圖,得到狀態(tài)空間描述的dq軸數(shù)學模型。 @@ 其次,根據(jù)模型參考自適應原理,對同步電機轉(zhuǎn)速進行估計。忽略同步電機d軸阻尼繞組的作用,取同步轉(zhuǎn)速為零,得到同步電機αβ靜止坐標系下 的數(shù)學模型。將不含有轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速信息的方程作為參考模型,將含有轉(zhuǎn)速參數(shù)的方程作為可調(diào)模型,根據(jù)波波夫超穩(wěn)定性和正性原理,對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速進行估計。@@ 最后,根據(jù)模型參考自適應估計的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速,設計磁通觀測器來估計轉(zhuǎn)子磁通,實現(xiàn)磁通反饋閉環(huán)控制。磁通觀測器采用降維觀測器,僅對轉(zhuǎn)子磁通分量進行重構(gòu),并通過極點配置算法,合理配置觀測器的極點,使觀測器滿足系統(tǒng)的性能指標,達到磁通觀測的目的。 @@ 新穎的空間矢量脈寬調(diào)制算法。從空間矢量的基本概念入手,深入分析了定子三相對稱電壓與空間電壓矢量之間的關(guān)系。由三相電壓源型逆變器輸出電壓波形得到六個有效開關(guān)狀態(tài)矢量,這六個開關(guān)矢量和兩個零矢量合成一組等幅不同相的電壓空間矢量,去逼近圓形旋轉(zhuǎn)磁場。其次,根據(jù)空間電壓矢量所在的扇區(qū),選擇相鄰有效開關(guān)矢量,在伏秒平衡的法則下,計算各有效開關(guān)矢量的作用時間。并且,探討了扇區(qū)判斷和扇區(qū)過渡問題,定性分析了空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的性能。最后,根據(jù)每個扇區(qū)中開關(guān)矢量作用時間,采用軟件構(gòu)造法,在TMS320LF2407A硬件上實現(xiàn)了SVPWM。實驗結(jié)果表明,該算法簡單易實現(xiàn),能夠有效的提高直流母線的電壓利用率,具有在低頻運行穩(wěn)定,逆變器輸出電流正弦度好等優(yōu)點。 @@ 空間矢量過調(diào)制算法的研究。在上述線性調(diào)制的基礎(chǔ)上,提出一種基于電壓空間矢量的過調(diào)制方法。過調(diào)制區(qū)域根據(jù)調(diào)制度分成兩種不同的模式,分別為模式Ⅰ(0.907

    標簽: 繞組 勵磁 同步電機

    上傳時間: 2013-07-25

    上傳用戶:gaorxchina

  • 永磁同步直線電機的矢量控制.rar

    本文分析了永磁同步直線電動機的運行機理與運行特性,并通過坐標變換,分別得出了電機在a—b—c,α—β、d—q坐標系下的數(shù)學模型。針對永磁同步直線電機模型的非線性與耦合特性,采用了次級磁場定向的矢量控制,并使id=0,不但解決了上述問題,還實現(xiàn)了最大推力電流比控制。為了獲得平穩(wěn)的推力,采用了SVPWM控制,并對它算法實現(xiàn)進行了研究。 針對速度環(huán)采用傳統(tǒng)PID控制難以滿足高性能矢量控制系統(tǒng),通過對傳統(tǒng)PID控制和模糊控制理論的研究,將兩者相結(jié)合,設計出能夠在線自整定的模糊PID控制器。將該控制器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PID控制器應用于速度環(huán),以提高系統(tǒng)的動靜態(tài)性能。 在以上分析的基礎(chǔ)上,設計了永磁同步直線電機矢量控制系統(tǒng)的軟、硬件。其中電流檢測采用了新穎的電流傳感器芯片IR2175,以解決溫漂問題;速度檢測采用了增量式光柵尺,設計了與DSP的接口電路,通過M/T法實現(xiàn)對電機的測速。最后在Matlab/Simlink下建立了電機及其矢量控制系統(tǒng)的仿真模型,并對分別采用傳統(tǒng)PID速度控制器和模糊PID速度控制器的系統(tǒng)進行仿真,結(jié)果表明采用模糊PID控制具有更好的動態(tài)響應性能,能有效的抑制暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)下的推力脈動,對于負載擾動具有較強的魯棒性。

    標簽: 永磁同步 直線電機 矢量控制

    上傳時間: 2013-07-04

    上傳用戶:13681659100

  • 基于DSP的永磁同步電機新型矢量控制技術(shù)研究.rar

    應用于電動汽車驅(qū)動領(lǐng)域的永磁同步電機交流驅(qū)動系統(tǒng)是由永磁同步電機、電力電子技術(shù)和控制技術(shù)相結(jié)合而形成的新型交流驅(qū)動系統(tǒng)。因其具有良好的運行性能而成為當代電氣傳動領(lǐng)域研究的熱點之一。 永磁同步電機是一個多變量、非線性、高強耦合的系統(tǒng),其輸出轉(zhuǎn)矩與定子電流不成正比,而是復雜的函數(shù)關(guān)系,因此要得到好的控制性能,需要進行磁場解耦。矢量變換控制技術(shù)正好適用于永磁同步電機的這種特點。 本文在數(shù)字電機控制專用DSP芯片TMS320LF2407的基礎(chǔ)上,以永磁同步電機為研究對象,對其矢量控制技術(shù)進行了研究和設計。 首先課題根據(jù)永磁同步電機實際物理模型,分析推導得到了永磁同步電機的三相靜止坐標系下及兩相旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學模型。 接著課題對永磁同步電機運行特性進行了分析和研究。在此基礎(chǔ)上,課題提出了一種新型的永磁同步電機矢量控制系統(tǒng),在這個系統(tǒng)上,課題提出了應用不同矢量控制策略的矢量控制方法,并對其做了仿真驗證。 結(jié)果表明,課題設計的系統(tǒng)以及應用不同矢量控制策略的矢量控制方法準確可行。 這個控制系統(tǒng)便于實現(xiàn)多種矢量控制方法,為永磁同步電機擴速增效提供了理論平臺。 在理論分析、仿真通過基礎(chǔ)上,課題對驅(qū)動系統(tǒng)的硬件和軟件兩個方面進行了具體的設計。 課題完成了DSP控制系統(tǒng)關(guān)鍵硬件電路的設計,并設計制作了一塊應用SCALE模塊的IGBT驅(qū)動電路,此驅(qū)動電路響應迅速、抗干擾性強,驅(qū)動性能優(yōu)越。此外,課題完成了永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)全數(shù)字化設計,調(diào)試通過了速度位置檢測、電流檢測、PI調(diào)節(jié)、坐標變換等應用模塊。 課題最后對整個系統(tǒng)的做了全面的總結(jié),并對今后的工作方向進行了展望。

    標簽: DSP 永磁同步電機 技術(shù)研究

    上傳時間: 2013-06-22

    上傳用戶:firstbyte

  • 異步電動機矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)產(chǎn)品化研制.rar

    矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)是國內(nèi)當前電氣傳動和自動化領(lǐng)域研究的熱點和技術(shù)攻堅的難點。矢量控制技術(shù)作為一種先進的控制策略,是在電機統(tǒng)一理論、機電能量轉(zhuǎn)換和坐標變換理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,具有先進性、新穎性和實用性的特點。其思想就是將異步電動機的數(shù)學模型通過坐標變換,將定子電流矢量分解為按轉(zhuǎn)子磁場定向的兩個直流分量并分別加以控制,從而實現(xiàn)磁通和轉(zhuǎn)矩的解耦控制,以期達到獨立控制電機轉(zhuǎn)矩的效果。 本課題基于矢量控制的基本原理,采用TI公司最先進的電機控制專用DSP芯片TMS320F2812,開發(fā)出了一套基于轉(zhuǎn)子磁鏈位置估計和轉(zhuǎn)子速度估計的電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)的轉(zhuǎn)子磁場定向直接矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng),并實現(xiàn)了實際運行,初步達到了產(chǎn)品化的目標。主要的工作如下: (1)從電機數(shù)學模型和坐標系變換入手,采用電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)的轉(zhuǎn)子磁場定向直接矢量控制方案,深入探討了SVPWM和矢量控制的基本原理,并完成了調(diào)速系統(tǒng)的功能框圖; (2)基于TI公司的DSP芯片TMS320F2812和MITSUBISHI的IPM模塊PM50RSA120,設計了調(diào)速系統(tǒng)的硬件電路,包括控制電路,驅(qū)動電路,電源電路和操作面板電路等; (3)設計了基于轉(zhuǎn)子磁鏈位置估計和速度估計的電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)的轉(zhuǎn)子磁場定向直接矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)的軟件部分,給出了調(diào)速系統(tǒng)的軟件流程圖和各子模塊的具體實現(xiàn); (4)采用先進的自適應Fuzzy-PI調(diào)節(jié)器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PI調(diào)節(jié)器作為速度控制器,取得了較好的控制效果; (5)搭建了整個變頻調(diào)速實驗平臺,進行了整機測試,給出了實驗結(jié)果和結(jié)論。 該系統(tǒng)已經(jīng)成功應用于矢量變頻器成品生產(chǎn)中,在北京天華博實電氣有限公司的變頻器生產(chǎn)車間進行了相應的實驗。實驗表明,該系統(tǒng)具有良好的動靜態(tài)性能,運行穩(wěn)定,抗干擾能力強,獲得用戶好評,不失為一套具有先進性、新穎型、實用性的高性能變頻調(diào)速系統(tǒng)。

    標簽: 異步電動機 變頻調(diào)速系統(tǒng) 矢量控制

    上傳時間: 2013-05-25

    上傳用戶:er1219

  • 異步電機無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)研究.rar

    異步電機無速度傳感器矢量控制技術(shù)提高了交流傳動系統(tǒng)的可靠性,降低了系統(tǒng)的實現(xiàn)成本。準確辨識電機轉(zhuǎn)速是實現(xiàn)無速度傳感器矢量控制的關(guān)鍵。 本文對無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)進行了研究,建立了異步電動機無速度傳感器電壓解耦矢量控制系統(tǒng)和基于模型參考自適應(MRAS)的無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)?;贛RAS的無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)利用電動機定子電壓方程和電流方程得到電動機轉(zhuǎn)速的模型參考自適應辨識算法,在此基礎(chǔ)上建立了一個改進的變參數(shù)MRAS速度辨識數(shù)學模型,并利用Matlab軟件對基于該速度辨識模型的無速度傳感器異步電動機矢量控制系統(tǒng)在不同的情況下進行了詳細的仿真研究。仿真結(jié)果驗證了該改進的變參數(shù)MRAS速度辨識模型具有令人滿意的辨識精度和動態(tài)性能。 基于MRAS的轉(zhuǎn)速估算理論從本質(zhì)上來說屬于基于電機理想模型的轉(zhuǎn)速估算方案,該方法依賴于電機參數(shù),而電機參數(shù)在電機運動過程中變化很大,因而給出了對電機的一些定、轉(zhuǎn)子參數(shù)進行實時辨識方法,以保持系統(tǒng)的動、靜態(tài)性能。 在傳統(tǒng)型模型參考自適應系統(tǒng)基礎(chǔ)上,將系統(tǒng)中原有的自適應調(diào)節(jié)機構(gòu)用一個具有在線學習能力的人工神經(jīng)網(wǎng)絡取代,提出一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡的異步電機轉(zhuǎn)速估計方法,并給出了速度估計器的神經(jīng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和學習算法。最后對基于神經(jīng)網(wǎng)絡轉(zhuǎn)速估計的異步電機矢量控制系統(tǒng)進行了仿真,結(jié)果表明該系統(tǒng)具有良好的性能。 簡單介紹了基于DSP的異步電機無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)以及軟件系統(tǒng)的設計。

    標簽: 異步電機 速度傳感器 矢量控制

    上傳時間: 2013-05-30

    上傳用戶:hakim

  • 用于空調(diào)壓縮機驅(qū)動的無傳感器永磁同步電機矢量控制方法研究.rar

    隨著家用空調(diào)的普及應用,空調(diào)已日漸成為耗能大戶。我國經(jīng)濟建設多年來高速發(fā)展,正面臨能源日益緊張的問題,由于空調(diào)節(jié)能尚有空間,因此人們普遍關(guān)注空調(diào)節(jié)能技術(shù)。在家用空調(diào)的各種節(jié)能技術(shù)中,直流壓縮機變頻驅(qū)動是發(fā)展的主流方向。從驅(qū)動方式上看,直流壓縮機可以采用方波控制或矢量控制。與方波控制相比,矢量控制的空調(diào)直流壓縮機具有噪聲低、振動小、效率高等特點,更加符合節(jié)能和環(huán)保的發(fā)展方向。 本文主要研究了適用于空調(diào)壓縮機負載的無轉(zhuǎn)子位置傳感器永磁同步電機矢量控制方法。首先從電機的基本方程入手,詳細推導了永磁同步電機矢量控制的數(shù)學模型。詳細分析了各種電流控制策略特點,提出了采用適合直流壓縮機驅(qū)動的MTPA控制方式。 其次提出了具有凸極效應的壓縮機永磁同步電機的一種簡化模型,得到了適用于IPMSM的滑模觀測器,解決了IPMSM在αβ坐標系中應用滑模觀測器困難的問題。針對壓縮機運行特點,采用全維狀態(tài)觀測器方法,實現(xiàn)IPMSM反電動勢的觀測,根據(jù)反電動勢計算出電機轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速,實現(xiàn)了無傳感器矢量控制。本文詳細分析了全維狀態(tài)觀測器的極點配置方法,通過將四個極點配置在相同位置,簡輕了計算量,也便于實現(xiàn)。 第三,由于反電動勢估算法在電機低轉(zhuǎn)速下不能正確估算轉(zhuǎn)子位置,無法正常閉環(huán)起動,本文提出了一種簡單的用于直流壓縮機的起動方法,實現(xiàn)了壓縮機的可靠起動。同時在深入分析電機等效模型的基礎(chǔ)上,給出了一種簡單的電機參數(shù)測量方法,通過簡單測量和計算,得到系統(tǒng)實現(xiàn)無傳感器永磁同步電機矢量控制所需的電感、電阻及反電動勢系數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)。 最后通過MATLAB/Simulimk7.1仿真軟件對基于滑模觀測器和基于全維觀測器的永磁同步電機矢量控制方法進行了仿真驗證,設計了以TMS320F2403數(shù)字信號處理器為控制核心的直流壓縮機矢量控制實驗平臺,并進行了大量的實驗驗證。仿真及實驗結(jié)果證明了本文理論分析和所提方法的正確性,并已應用于實際的直流壓縮機矢量控制系統(tǒng)。

    標簽: 空調(diào)壓縮機 無傳感器 方法研究

    上傳時間: 2013-06-13

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