本文關鍵詞：基于TMS320F2812的交流電機多算法調速控制

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【摘要】：不同于直流電機,異步電機模型具有變量多、階次高、多變量、耦合度高的特點,因此對轉矩的控制并不方便。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,使得異步電機調速技術擁有很大的發(fā)展空間。本文研究了三種不同的基于交流變頻技術的異步電機調速控制算法,設計了三套控制系統(tǒng),并對結果進行了分析與對比。分別是：以SVPWM技術為驅動模塊的轉速開環(huán)變壓變頻(V/F)調速系統(tǒng)、轉速閉環(huán)轉差頻率調速系統(tǒng)和矢量坐標變換調速系統(tǒng)。算法一：針對正弦脈寬調制(SPWM)方式未最大限度地運用電壓逆變器的直流電壓,空間矢量脈寬調制(SVPWM)方式隨之產生,該調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,也減少了開關次數。根據開環(huán)變壓變頻(V/F)調速原理,結合電動車輛在行駛加減速過程中的用戶滿意度調查,設置了加速和減速曲線,從而使電機在加減速過程中不至于因電流過大而損壞。算法二：針對轉速開環(huán)變壓變頻調速系統(tǒng)的調速范圍有限、存在精度誤差、以及轉速受負載擾動影響的問題,對電動車輛采用了轉速閉環(huán)轉差頻率調速控制方法。結合空間矢量脈寬調制技術,在開環(huán)調速的基礎之上增加測速環(huán)節(jié),并與給定轉速相比較,輸出轉差頻率對應的輸出值,經過轉速環(huán)PI調節(jié),輸出轉速,最終控制電機的轉速。算法三：矢量變換控制的目標是通過仿照直流電機來控制異步電機。通過矢量坐標變換,使得高階、非線性、強耦合的異步電機模型的磁通和轉矩通過解耦之后,把電機定子電流矢量分解為兩個分量：勵磁分量和轉矩分量,對此兩個分量進行單獨控制,就能像直流電機一樣分別對磁鏈和轉矩進行控制。本文對以上三種算法通過Simuink進行了仿真分析,并在實際硬件電路中以TMS3202812芯片為控制核心,通過電流和轉速檢測電路構成開環(huán)、閉環(huán)和矢量控制系統(tǒng),對系統(tǒng)實時控制軟件進行了DSP編程,最后驗證了這三種算法。實驗結果表明,轉速開環(huán)變壓變頻調速控制能以一定的穩(wěn)態(tài)誤差跟蹤給定曲線,但是不具有抗負載擾動的性能,僅能滿足一般變頻控制系統(tǒng)的要求。轉速閉環(huán)轉差頻率調速系統(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)具有較高的轉速精度和穩(wěn)定性,可在干擾信號下實現較為精確的變頻調速,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、抗負載干擾能力強的特點,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,也是未來應廣泛采納的調速系統(tǒng)。
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP273;TM34

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