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基于空间矢量PWM控制的永磁同步电机驱动系统的研究

作　者: 周恒
导　师: 尹华杰
学　校: 华南理工大学
专　业: 电机与电器
关键词: 永磁同步电机 矢量控制 空间矢量PWM MATLAB/SIMULINK
分类号: TM341
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 660次
引　用: 2次
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内容摘要


随着新型电力电子器件、数字信号处理器以及现代控制理论的发展，现代交流调速技术得到了强劲的发展。由于永磁同步电机具有尺寸小、质量轻、高性能和高效节能等优点，在现实生活中得到了广泛的应用，因此永磁同步电机驱动系统的研究具有重要的实际意义。作为交流电机的一种控制方式，矢量控制技术有控制精度高，动态特性好等方面的优点，近年来发展较快。电压空间矢量PWM技术（SVPWM）将逆变器与电动机视为一体，由其控制的交流电机驱动系统具有输出转矩脉动低、直流电压利用率高、开关损耗小等优点，适合高性能电机驱动系统。本课题以电机的矢量控制算法为理论基础，研究了永磁同步电机的组成原理和数学模型，分析了电机的矢量控制系统的基本原理与控制策略，论述了永磁同步电机矢量控制系统实现的可行性，并对电机的变频驱动SVPWM技术作了比较详尽的论述。接下来在MATLAB/SIMULINK软件平台上，搭建了永磁同步电机矢量控制系统的仿真模型，利用矢量控制的算法和试验参数进行仿真试验，并根据试验结果优化参数及模型。仿真试验表明，所搭建系统控制性能良好。在仿真的基础之上，以富士公司的智能功率模块(IPM)6MBP20RH060为主电路核心，以TI公司的DSP芯片TMS320F2812为控制核心，搭建了实验硬件平台，完成系统硬件设计，利用C语言编程实现了主程序、中断控制程序以及其他子程序的设计，完成了系统软件设计。论文最后给出了实验过程并对实验结果进行了分析，验证了本课题硬件电路及软件设计的合理性，也说明本次对永磁同步电机驱动系统研究的正确性和可行性。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-14
  1.1 本课题的研究背景和意义  10
  1.2 交流永磁同步电机驱动系统的发展状况  10-11
  1.3 空间矢量 PWM 技术的发展概况  11-13
  1.4 本课题的主要研究工作  13-14
第二章 永磁同步电机矢量控制原理  14-27
  2.1 永磁同步电机的数学模型  14-17
  2.2 矢量控制原理及其策略  17-21
  2.3 永磁同步电机驱动系统的设计  21-26
    2.3.1 系统的总体设计  21-23
    2.3.2 电流 PI 调节器的设计  23-24
    2.3.3 转速 PI 调节器的设计  24-26
  2.4 本章小结  26-27
第三章 空间矢量脉宽调制技术及驱动系统仿真建模  27-46
  3.1 空间矢量脉宽调制技术的原理  27-30
  3.2 空间矢量脉宽调制技术的实现  30-36
    3.2.1 SVPWM 波的生成方式  30-32
    3.2.2 定子参考电压的合成方案  32-36
  3.3 永磁同步电机驱动系统的仿真  36-42
    3.3.1 仿真工具  36-37
    3.3.2 仿真模块的建立  37-41
    3.3.3 系统仿真模型的搭建  41-42
  3.4 仿真结果及分析  42-45
  3.5 本章小结  45-46
第四章 永磁同步电机驱动系统硬件及软件的设计  46-58
  4.1 系统的硬件设计  46-55
    4.1.1 硬件总体结构的设计  46-48
    4.1.2 驱动电路的设计  48-49
    4.1.3 控制电路的设计  49-51
    4.1.4 采样电路的设计  51-53
    4.1.5 系统保护电路的设计  53-54
    4.1.6 直流稳压电源电路的设计  54-55
  4.2 系统的软件设计  55-57
    4.2.1 软件总体结构的设计  55-56
    4.2.2 主程序设计  56
    4.2.3 中断子程序设计  56-57
  4.3 本章小结  57-58
第五章 永磁同步电机驱动系统实验及分析  58-62
  5.1 实验装置平台  58-59
  5.2 驱动实验  59-61
    5.2.1 开环实验  59-60
    5.2.2 电流闭环实验  60-61
  5.3 本章小结  61-62
结论  62-64
参考文献  64-67
攻读硕士学位期间取得的研究成果  67-68
致谢  68-69
附件  69

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 交流电机 > 同步电机
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