本文關(guān)鍵詞：基于直接轉(zhuǎn)矩控制的大功率定扭矩電動扳手驅(qū)動器設(shè)計

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【摘要】：本文設(shè)計了一款基于直接轉(zhuǎn)矩控制的大功率定扭矩電動扳手驅(qū)動器,希望能夠在單相工頻交流電輸入的情況下,利用直接轉(zhuǎn)矩控制算法,使得三相電動扳手按照設(shè)定速度穩(wěn)定輸出扭矩,限制最大轉(zhuǎn)矩,防止對操作器件過扭矩?fù)p傷。該電動板手驅(qū)動器具有過流過壓保護(hù)功能,能防止電動扳手運行中電流電壓沖擊,保護(hù)驅(qū)動器自身安全。本文對電動扳手驅(qū)動器做了深入的研究,從事了下面幾項工作：(1)分別在ABC靜止坐標(biāo)系和αβ靜止坐標(biāo)系下建立電動扳手的數(shù)學(xué)模型,利用電動扳手在αβ靜止坐標(biāo)系下電壓方程、磁鏈方程、運動方程闡述了直接轉(zhuǎn)矩控制的原理。利用空載和堵轉(zhuǎn)試驗,測定了電動扳手相關(guān)參數(shù),在simulink平臺下,搭建了基于直接轉(zhuǎn)矩控制算法的電動扳手驅(qū)動器仿真模型,并且對速度PID調(diào)節(jié)器參數(shù)進(jìn)行整定,對電動扳手從啟動到穩(wěn)定過程的每個環(huán)節(jié)進(jìn)行了分析,在仿真平臺說明了該算法應(yīng)用在電動扳手驅(qū)動的可行性。(2)根據(jù)電動扳手控制驅(qū)動系統(tǒng)的硬件要求,設(shè)計了整流電路、逆變電路、電流電壓檢測電路、過流過壓保護(hù)電路、IGBT驅(qū)動電路等并且對每個電路進(jìn)行了檢測實驗。對電動扳手控制驅(qū)動器的軟件進(jìn)行設(shè)計和編寫,在VC6.0環(huán)境下編譯通過了中斷服務(wù)子程序,并與仿真結(jié)果進(jìn)行了比對,驗證了該程序?qū)σ阎沛満娃D(zhuǎn)矩狀態(tài)的控制能力。(3)利用數(shù)組法使得驅(qū)動系統(tǒng)輸出75Hz交流電,在WH-30測功機上進(jìn)行了重載實驗,驗證了動力系統(tǒng)硬件的可靠性。將仿真模型下系統(tǒng)穩(wěn)定運行時磁鏈轉(zhuǎn)狀態(tài)和轉(zhuǎn)矩狀態(tài)存儲的到DSP,使得系統(tǒng)按照預(yù)存的電動扳手狀態(tài)不斷輸出PWM控制矢量,驗證了系統(tǒng)對電機當(dāng)前狀態(tài)的處理能力。(4)最后對電動扳手驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)調(diào)試,發(fā)現(xiàn)了系統(tǒng)磁鏈檢測方面存在的軟硬件問題。通過上述工作,驗證了直接轉(zhuǎn)矩控制方法應(yīng)用到電動扳手驅(qū)動器的可行性,驗證了傳統(tǒng)u-i磁鏈觀測器的不足,為今后這方面的研究工作提供一定的借鑒。
【關(guān)鍵詞】：直接轉(zhuǎn)矩控制 電動扳手 驅(qū)動器設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TS914.51
【目錄】：

• 中文摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 緒論11-14
• 1.1 電動扳手簡介11-12
• 1.2 電動扳手驅(qū)動器發(fā)展現(xiàn)狀12
• 1.3 電動扳手驅(qū)動器研究意義12-13
• 1.4 章節(jié)安排13-14
• 第二章 直接轉(zhuǎn)矩控制原理14-27
• 2.1 電動扳手?jǐn)?shù)學(xué)模型14-18
• 2.1.1 ABC靜止坐標(biāo)系電動扳手?jǐn)?shù)學(xué)模型14-16
• 2.1.2 CLARK變換16-17
• 2.1.3 αβ靜止坐標(biāo)系電動扳手?jǐn)?shù)學(xué)模型17-18
• 2.2 理想逆變器模型18-19
• 2.3 直接轉(zhuǎn)矩控制原理19-27
• 2.3.1 磁鏈觀測器21-23
• 2.3.2 轉(zhuǎn)矩觀測器23
• 2.3.3 速度PID調(diào)節(jié)器23
• 2.3.4 磁鏈滯環(huán)比較器23-24
• 2.3.5 轉(zhuǎn)矩滯環(huán)比較器24
• 2.3.6 開關(guān)狀態(tài)選擇表24-25
• 2.3.7 直接轉(zhuǎn)矩控制過程分析25-27
• 第三章 電動扳手驅(qū)動系統(tǒng)仿真建模27-36
• 3.1 電動扳手電機參數(shù)27
• 3.2 電動扳手驅(qū)動系統(tǒng)仿真建模27-34
• 3.2.1 坐標(biāo)變換模型27-28
• 3.2.2 磁鏈觀測器仿真模型28-30
• 3.2.3 轉(zhuǎn)矩觀測器仿真模型30
• 3.2.4 速度PID調(diào)節(jié)器仿真模型30-31
• 3.2.5 轉(zhuǎn)矩滯環(huán)比較器仿真模型31-32
• 3.2.6 磁鏈滯環(huán)比較器仿真模型32-33
• 3.2.7 開關(guān)選擇表模型仿真模型33-34
• 3.3 直接轉(zhuǎn)矩系統(tǒng)的動態(tài)性能分析34-36
• 第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計36-50
• 4.1 控制核心TMS320F28335簡介36-39
• 4.1.1 模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊ADC36-37
• 4.1.2 增強型脈寬調(diào)制模塊ePWM37-38
• 4.1.3 增強型正交編碼脈沖模塊eQEP38-39
• 4.2 硬件電路設(shè)計39-50
• 4.2.1 整流電路39-41
• 4.2.2 逆變電路41-43
• 4.2.3 IGBT驅(qū)動電路43-46
• 4.2.4 電流采樣電路46
• 4.2.5 電壓采樣電路46-47
• 4.2.6 電機速度檢測電路47-49
• 4.2.7 開關(guān)電源設(shè)計49-50
• 第五章 電動扳手控制驅(qū)動系統(tǒng)軟件設(shè)計50-52
• 5.1 主程序50
• 5.2 ePWM中斷服務(wù)程序50-52
• 第六章 電動扳手驅(qū)動系統(tǒng)調(diào)試和實驗結(jié)果52-61
• 6.1 系統(tǒng)硬件調(diào)試53-57
• 6.1.1 電壓檢測53-54
• 6.1.2 電流檢測54
• 6.1.3 速度檢測54-55
• 6.1.4 ePWM端口55
• 6.1.5 整流電路55-56
• 6.1.6 EXB841驅(qū)動電路56-57
• 6.1.7 逆變電路57
• 6.2 電動扳手開環(huán)沖擊試驗57-58
• 6.3 Simulink仿真數(shù)據(jù)驗證試驗58-59
• 6.4 電動扳手驅(qū)動器閉環(huán)調(diào)試實驗59
• 6.5 電動扳手驅(qū)動器閉環(huán)實驗分析59-61
• 第七章 結(jié)論61-62
• 7.1 工作總結(jié)61
• 7.2 論文不足61-62
• 參考文獻(xiàn)62-65
• 致謝65-67
• 附件67

【相似文獻(xiàn)】

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