發(fā)布時(shí)間：2018-01-11 19:05

  本文關(guān)鍵詞：基于小電容變頻調(diào)速系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)　出處：《華中科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 小電容 永磁同步電機(jī) 單相鎖相環(huán) 弱磁控制

【摘要】：現(xiàn)在常用的變頻調(diào)速系統(tǒng)一般都會(huì)使用電容值較大的電解電容,以此維持母線(xiàn)電壓穩(wěn)定。但是由于電解電容的特性,容易致使交流輸入電流波形出現(xiàn)嚴(yán)重失真的現(xiàn)象,進(jìn)而降低整個(gè)系統(tǒng)的功率因數(shù),同時(shí)電解電容的使用壽命短,直接縮短了整個(gè)系統(tǒng)的可靠使用時(shí)間。如果母線(xiàn)使用薄膜小電容替代,系統(tǒng)能夠避免上述問(wèn)題。因此,本文研究了基于母線(xiàn)小電容拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變頻調(diào)速系統(tǒng)控制策略,采用永磁同步電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu),進(jìn)行了詳細(xì)的研究分析和平臺(tái)設(shè)計(jì)。論文首先分析了永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,利用坐標(biāo)變換和前饋解耦結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電機(jī)兩個(gè)電流分量的獨(dú)立控制。然后基于磁場(chǎng)定向矢量控制,采用了適用于小電容的新弱磁控制算法,并在空間矢量脈寬調(diào)制方法的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)過(guò)調(diào)制算法;建立了小電容變頻調(diào)速系統(tǒng)的電流環(huán)和速度環(huán),并完成了各個(gè)PI調(diào)節(jié)器參數(shù)的設(shè)計(jì);針對(duì)單相電源輸入特性,給出了三種不同方法的單相鎖相環(huán)技術(shù),并進(jìn)行了仿真對(duì)比實(shí)驗(yàn)。同時(shí),還介紹了轉(zhuǎn)子初始位置未知情況下的電機(jī)啟動(dòng)方法。搭建了小電容變頻調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),分析并設(shè)計(jì)了控制電路,檢測(cè)及故障保護(hù),通訊和存儲(chǔ)等硬件電路,基于TMS320F28335數(shù)字處理芯片進(jìn)行軟件程序設(shè)計(jì),包含了初始化模塊,主循環(huán)模塊,中斷服務(wù)模塊以及通訊模塊等的詳細(xì)設(shè)計(jì)方案和程序流程圖。最后,結(jié)合新的控制策略,構(gòu)建了系統(tǒng)的仿真模型,進(jìn)行了大量動(dòng)態(tài)仿真實(shí)驗(yàn)和物理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的調(diào)試,證明小電容變頻調(diào)速系統(tǒng)具有較好的性能表現(xiàn),驗(yàn)證系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性。
[Abstract]:The current frequency conversion speed control system usually uses electrolytic capacitance with large capacitance value to maintain bus voltage stability. But because of the characteristics of electrolytic capacitance. It is easy to cause serious distortion of AC input current waveform, and then reduce the power factor of the whole system, at the same time, the service life of electrolytic capacitance is short. The reliable service time of the whole system is shortened directly. If the busbar is replaced by thin film small capacitance, the system can avoid the above problems. In this paper, the control strategy of variable frequency speed control system based on the topology of busbar small capacitance is studied. Permanent magnet synchronous motor (PMSM) is used as the actuator. Detailed research and platform design are carried out. Firstly, the mathematical model of permanent magnet synchronous motor (PMSM) is analyzed. The coordinate transformation and feedforward decoupling structure are used to realize the independent control of the two current components of the motor. Then based on the field-oriented vector control a new weak magnetic field control algorithm suitable for the small capacitance is adopted. Based on the space vector pulse width modulation (SVPWM) algorithm, the over-modulation algorithm is implemented. The current loop and speed loop of the small capacitance variable frequency speed regulation system are established, and the parameters of each Pi regulator are designed. According to the input characteristics of single-phase power supply, three different methods of single-phase phase-locked loop (PLL) technology are presented, and the simulation experiments are carried out. The paper also introduces the starting method of the motor under the condition of unknown initial position of the rotor, builds the experimental platform of the small capacitance frequency conversion speed regulation system, analyzes and designs the control circuit, detection and fault protection, communication and storage and other hardware circuits. Software program design based on TMS320F28335 digital processing chip, including initialization module, main cycle module. The detailed design scheme and program flow chart of interrupt service module and communication module etc. Finally, combined with the new control strategy, the simulation model of the system is constructed. A large number of dynamic simulation experiments and physical experimental platform debugging have been carried out, which prove that the small capacitance frequency conversion speed regulation system has better performance and verify the correctness of the system design.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM921.51

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