本文關(guān)鍵詞：高精度高速永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 永磁同步電機(jī) 高精度 高速 H橋 旋轉(zhuǎn)變壓器

【摘要】：永磁同步電機(jī)(PMSM)具有體積小、轉(zhuǎn)矩慣性比大、噪聲小、效率高、功率因數(shù)高、易于控制、調(diào)速范圍寬和良好的動(dòng)靜特性等一系列的優(yōu)點(diǎn),成為了現(xiàn)代高性能調(diào)速控制系統(tǒng)所研究的熱點(diǎn)。本課題針對(duì)現(xiàn)代高性能永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的一系列要求,設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一套完整的高精度高速永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以DSP+CPLD為控制系統(tǒng)核心架構(gòu),采用三相獨(dú)立H橋逆變驅(qū)動(dòng)電路,結(jié)合旋轉(zhuǎn)變壓器精確測(cè)量轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速,并設(shè)計(jì)了電流檢測(cè)、電流保護(hù)、主電壓檢測(cè)和電機(jī)轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速檢測(cè)等電路,實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)速的高精度控制。通過(guò)對(duì)現(xiàn)代高性能永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)需求進(jìn)行詳細(xì)分析和論證,在硬件上,精心設(shè)計(jì)了永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的原理圖,所有所需元器件都是通過(guò)詳細(xì)的對(duì)比分析選擇出來(lái),并且全部采用工業(yè)級(jí)的標(biāo)準(zhǔn),所有PCB的布線全部采用手動(dòng)布線,從而大大提高了硬件系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和抗干擾能力。在軟件上,采用矢量控制算法,實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩分量和勵(lì)磁分量的解耦控制。從而可以實(shí)現(xiàn)良好的轉(zhuǎn)矩響應(yīng),并且可以精確的控制電機(jī)的速度。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證可以看出,該永磁同步機(jī)控制系統(tǒng)能精確的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速,具有良好的轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)響應(yīng),最高轉(zhuǎn)速可達(dá)到10000RPM,而且體積小、噪聲小。證明了該永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電機(jī) 高精度 高速 H橋 旋轉(zhuǎn)變壓器
【學(xué)位授予單位】：上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM341;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題的研究背景及意義10
• 1.2 電力電子技術(shù)的發(fā)展10-11
• 1.3 微處理器的發(fā)展11-12
• 1.4 永磁同步電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展12-14
• 1.5 永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀及研究趨勢(shì)14-15
• 1.6 本課題研究的主要內(nèi)容15
• 1.7 論文章節(jié)安排15
• 1.8 本章小結(jié)15-16
• 第2章 永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)16-37
• 2.1 永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)16
• 2.2 永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布局16-18
• 2.3 DC/DC變換電路設(shè)計(jì)18-21
• 2.3.1 +5V供電電源電路設(shè)計(jì)18-19
• 2.3.2 +3.3V供電電源電路設(shè)計(jì)19
• 2.3.3 +15V供電電源電路設(shè)計(jì)19-20
• 2.3.4 +28V電源EMI濾波電路設(shè)計(jì)20-21
• 2.3.5 +270V電源濾波器設(shè)計(jì)21
• 2.4 中央主控制電路設(shè)計(jì)21-25
• 2.4.1 主控制芯片的選型要求21
• 2.4.2 主控制芯片的選擇及其特點(diǎn)21-22
• 2.4.3 DSP主控制電路設(shè)計(jì)22-23
• 2.4.4 副控制芯片的選擇及其特點(diǎn)23-24
• 2.4.5 CPLD控制電路設(shè)計(jì)24-25
• 2.5 逆變電路設(shè)計(jì)25-29
• 2.5.1 H橋逆變驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)25
• 2.5.2 有源米勒鉗位電路設(shè)計(jì)25-28
• 2.5.3 H橋全橋逆變電路設(shè)計(jì)28-29
• 2.6 檢測(cè)電路設(shè)計(jì)29-34
• 2.6.1 電機(jī)轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路設(shè)計(jì)29-32
• 2.6.2 電流檢測(cè)電路設(shè)計(jì)32-33
• 2.6.3 電壓檢測(cè)電路設(shè)計(jì)33-34
• 2.7 硬件電路過(guò)流保護(hù)電路設(shè)計(jì)34-35
• 2.8 通信電路設(shè)計(jì)35-36
• 2.8.1 串口通訊電路設(shè)計(jì)35
• 2.8.2 CAN總線通信電路設(shè)計(jì)35-36
• 2.9 本章小結(jié)36-37
• 第3章 永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)37-55
• 3.1 永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的控制算法設(shè)計(jì)37
• 3.2 永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)37-38
• 3.3 增強(qiáng)型脈寬控制(ePWM)模塊38-41
• 3.3.1 SPWM調(diào)制實(shí)現(xiàn)的基本方法38-39
• 3.3.2 ePWM模塊概述39-40
• 3.3.3 ePWM模塊初始化配置40-41
• 3.4 模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)模塊41-43
• 3.4.1 TMS320F28069 ADC模塊功能介紹41-42
• 3.4.2 ADC模塊初始化42-43
• 3.5 定時(shí)器(CPUTIMER0)模塊初始化43-44
• 3.6 SCI總線初始化配置44-45
• 3.7 SPI總線初始化配置45-46
• 3.8 AD2S1210初始化配置46-51
• 3.8.1 AD2S1210上電復(fù)位時(shí)序初始化46-47
• 3.8.2 AD2S1210配置模式初始化47-48
• 3.8.3 AD2S1210寫(xiě)入操作初始化48-49
• 3.8.4 AD2S1210讀取操作初始化49-51
• 3.9 EQEP模塊初始化配置51-53
• 3.9.1 AD2S1210增量式編碼簡(jiǎn)介51-52
• 3.9.2 轉(zhuǎn)速測(cè)量方法52-53
• 3.10 CPLD邏輯分析53-54
• 3.10.1 CPLD電流保護(hù)邏輯53
• 3.10.2 CPLD邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)53-54
• 3.11 本章小結(jié)54-55
• 第4章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析55-62
• 4.1 互補(bǔ)PWM波分析55-56
• 4.2 CPLD電流保護(hù)波形分析56
• 4.3 旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)波形分析56-57
• 4.4 硬件電路電流保護(hù)波形分析57-58
• 4.5 轉(zhuǎn)速階躍響應(yīng)波形分析58-59
• 4.6 電機(jī)A相反電動(dòng)勢(shì)波形分析59
• 4.7 電流波形分析59-60
• 4.8 上位機(jī)顯示信息分析60-61
• 4.9 本章小結(jié)61-62
• 第5章 工作總結(jié)及展望62-64
• 5.1 本課題的主要工作62
• 5.2 進(jìn)一步的工作展望62-64
• 參考文獻(xiàn)64-66
• 致謝66-67
• 攻讀碩士之間的研究成果67

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 朱紀(jì)洪;和陽(yáng);黃志毅;;舵機(jī)特征模型及其故障檢測(cè)方法[J];航空學(xué)報(bào);2015年02期

2 匡敏馳;朱紀(jì)洪;吉敬華;;航空油泵電機(jī)復(fù)合電流控制[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年09期

3 司賓強(qiáng);朱紀(jì)洪;吉敬華;;四相永磁容錯(cuò)電機(jī)短路故障容錯(cuò)策略[J];控制與決策;2014年08期

4 蘇偉;鐘玉林;劉鈞;溫旭輝;;基于HCPL-316J的IGBT過(guò)流保護(hù)研究[J];電工電能新技術(shù);2014年04期

5 莫會(huì)成;閔琳;王健;任雷;;現(xiàn)代高性能永磁交流伺服系統(tǒng)綜述——永磁電機(jī)篇[J];微電機(jī);2013年09期

6 續(xù)丹;包鑫;霍小寧;曹秉剛;;永磁同步電機(jī)寬速域無(wú)位置傳感器控制[J];西安交通大學(xué)學(xué)報(bào);2013年09期

7 司賓強(qiáng);吉敬華;朱紀(jì)洪;范勇;;四相永磁容錯(cuò)電機(jī)的兩種容錯(cuò)控制方法[J];控制與決策;2013年07期

8 陳亞愛(ài);陳成;周京華;;永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)技術(shù)[J];電機(jī)與控制應(yīng)用;2013年07期

9 徐艷;田克純;;基于FPGA的CIC濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];電聲技術(shù);2013年02期

10 張劍;溫旭輝;許鎮(zhèn)琳;;一種低成本永磁同步電機(jī)高精度轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)方法[J];電氣傳動(dòng);2013年01期

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本文編號(hào)：787045