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绕线式异步电机转子晶闸管调速系统

作　者: 薛君
导　师: 杨振强
学　校: 大连理工大学
专　业: 电机与电器
关键词: 异步电机晶闸管触发时序同步信号转子频率
分类号: TM343
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着电力电子技术的快速发展,各种电机的调速控制系统层出不穷。而三相交流异步电机以其造价低廉、运行可靠、维护简单的特点,得到了广泛的应用,尤其是在工业领域中。异步电机的调速有很多方法,其中以变频的效果最佳,但是变频控制的成本较高,使得其应用受到了限制。在一般的调速系统中,我们更多的运用串电阻调速与定子调压调速。本文所介绍的控制器是与大连某公司合作开发的应用于起重设备的调速器。综合考虑了设备成本与控制要求后,本控制器采用串电阻调速与应用晶闸管控制绕线转子导通时间的调速方式,在一定速度范围内实现无级调速。为了解决电机的数字控制难题,德州仪器设计生产了一系列针对电机控制的处理器,其中TMS320F28335的性能尤为突出。与上一代数字信号处理器相比,TMS320F28335的浮点运算能力得到了很大程度的提高,用户可快速编写控制算法而无需在处理小数操作上耗费过多的时间和精力。因此利用TMS320F28335能可靠、快捷得完成一套电机控制方案。本课题以TMS320F28335作为数字控制的核心,配合各类硬件电路的使用以达到控制要求。文章中介绍了转子侧晶闸管调速的原理以及实现方法,并对该控制系统的软件和硬件进行了详细的阐述。其中软件部分包括数字滤波,对检测信号的处理,与面板的通讯以及各类控制逻辑的实现等。硬件部分包括转子电压的过零检测电路、电机的电压电流检测电路、晶闸管的触发电路、多阶滤波器电路等。对该控制器进行现场调试后,系统控制效果达到设计要求,符合设定的控制逻辑,运行稳定,实现了控制功能。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 交流调速系统的发展  8-9
  1.2 交流调速系统分类  9-11
    1.2.1 改变频率调速方法  9-10
    1.2.2 改变转差率调速方法  10-11
    1.2.3 改变极对数调速方法  11
  1.3 起重机调速控制系统的发展  11-13
2 异步电机原理分析  13-25
  2.1 异步电机等效电路  13-16
  2.2 异步电机调速分类  16-21
    2.2.1 调压调速分析  17-18
    2.2.2 串电阻调速分析  18-19
    2.2.3 转子晶闸管调速分析  19-21
  2.3 晶闸管调速实现  21-25
    2.3.1 晶闸管控制方式  21-22
    2.3.2 晶闸管三相调速  22-25
3 系统硬件分析  25-40
  3.1 硬件结构综述  25-26
  3.2 DSP控制平台的选择及其功能  26-28
  3.3 控制板电源设计  28-29
  3.4 检测电路设计  29-34
    3.4.1 同步信号检测电路  30-32
    3.4.2 转子电流采样电路  32-33
    3.4.3 定子电压频率检测电路  33-34
  3.5 驱动电路设计  34-35
  3.6 通信接口设计  35-37
    3.6.1 CAN总线通信电路  35-36
    3.6.2 串口通信电路  36-37
  3.7 电流保护电路  37-40
4 系统软件设计  40-58
  4.1 软件开发平台  40-41
  4.2 控制策略概述  41
  4.3 主程序设计  41-43
  4.4 定时中断设计  43-53
  4.5 CAP捕获中断设计  53-57
  4.6 运行控制逻辑设计  57-58
5 实验结果  58-64
  5.1 实验平台硬件照片  58-62
  5.2 实验波形图  62-64
结论  64-65
参考文献  65-67
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  67-68
致谢  68-69

绕线式异步电机转子晶闸管调速系统

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