本文關(guān)鍵詞：基于TMS320F2812的交流電機(jī)多算法調(diào)速控制

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【摘要】：不同于直流電機(jī),異步電機(jī)模型具有變量多、階次高、多變量、耦合度高的特點(diǎn),因此對轉(zhuǎn)矩的控制并不方便。最近一段時間以來,電力電子元器件、DSP芯片等器件相繼出現(xiàn),使得異步電機(jī)調(diào)速技術(shù)擁有很大的發(fā)展空間。本文研究了三種不同的基于交流變頻技術(shù)的異步電機(jī)調(diào)速控制算法,設(shè)計(jì)了三套控制系統(tǒng),并對結(jié)果進(jìn)行了分析與對比。分別是：以SVPWM技術(shù)為驅(qū)動模塊的轉(zhuǎn)速開環(huán)變壓變頻(V/F)調(diào)速系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率調(diào)速系統(tǒng)和矢量坐標(biāo)變換調(diào)速系統(tǒng)。算法一：針對正弦脈寬調(diào)制(SPWM)方式未最大限度地運(yùn)用電壓逆變器的直流電壓,空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)方式隨之產(chǎn)生,該調(diào)制方式不但升高了直流電源的使用效率,還降低了諧波變化率,也減少了開關(guān)次數(shù)。根據(jù)開環(huán)變壓變頻(V/F)調(diào)速原理,結(jié)合電動車輛在行駛加減速過程中的用戶滿意度調(diào)查,設(shè)置了加速和減速曲線,從而使電機(jī)在加減速過程中不至于因電流過大而損壞。算法二：針對轉(zhuǎn)速開環(huán)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍有限、存在精度誤差、以及轉(zhuǎn)速受負(fù)載擾動影響的問題,對電動車輛采用了轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率調(diào)速控制方法。結(jié)合空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù),在開環(huán)調(diào)速的基礎(chǔ)之上增加測速環(huán)節(jié),并與給定轉(zhuǎn)速相比較,輸出轉(zhuǎn)差頻率對應(yīng)的輸出值,經(jīng)過轉(zhuǎn)速環(huán)PI調(diào)節(jié),輸出轉(zhuǎn)速,最終控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。算法三：矢量變換控制的目標(biāo)是通過仿照直流電機(jī)來控制異步電機(jī)。通過矢量坐標(biāo)變換,使得高階、非線性、強(qiáng)耦合的異步電機(jī)模型的磁通和轉(zhuǎn)矩通過解耦之后,把電機(jī)定子電流矢量分解為兩個分量：勵磁分量和轉(zhuǎn)矩分量,對此兩個分量進(jìn)行單獨(dú)控制,就能像直流電機(jī)一樣分別對磁鏈和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制。本文對以上三種算法通過Simuink進(jìn)行了仿真分析,并在實(shí)際硬件電路中以TMS3202812芯片為控制核心,通過電流和轉(zhuǎn)速檢測電路構(gòu)成開環(huán)、閉環(huán)和矢量控制系統(tǒng),對系統(tǒng)實(shí)時控制軟件進(jìn)行了DSP編程,最后驗(yàn)證了這三種算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,轉(zhuǎn)速開環(huán)變壓變頻調(diào)速控制能以一定的穩(wěn)態(tài)誤差跟蹤給定曲線,但是不具有抗負(fù)載擾動的性能,僅能滿足一般變頻控制系統(tǒng)的要求。轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率調(diào)速系統(tǒng)不但可以消除穩(wěn)態(tài)誤差,還具有較好的抗干擾的性能,由此可見該系統(tǒng)具有較高的轉(zhuǎn)速精度和穩(wěn)定性,可在干擾信號下實(shí)現(xiàn)較為精確的變頻調(diào)速,但是對于動靜態(tài)性能要求很高的環(huán)境則有些遜色。而矢量控制系統(tǒng)不僅具有無穩(wěn)態(tài)誤差、抗負(fù)載干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn),而且動態(tài)性能也非常好,適用于一些對動靜態(tài)性能和抗干擾性能要求很高的場合,也是未來應(yīng)廣泛采納的調(diào)速系統(tǒng)。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP273;TM34

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