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电动叉车交流异步电动机驱动系统的研究

作　者: 袁雪松
导　师: 苏建徽
学　校: 合肥工业大学
专　业: 控制工程
关键词: 电动叉车电机驱动系统交流感应电动机直接转矩控制
分类号: TH242
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

电能作为能源应用于工程车辆,具有零排放无污染的突出优点,开发前景十分广阔。驱动电机及其控制系统是电动汽车动力系统中的核心部分,异步电机以其体积小,维护简单、可靠性高等优点在电动工程车辆中得到最广泛的应用。本文主要研究电动叉车交流控制系统,以微处理器为核心,采用异步电机直接转矩控制算法,设计基于TMS320F2812的电动叉车用的交流驱动控制器。论文的主要工作如下:1)分析和比较了驱动控制系统的结构、性能和特点,提出采用直接转矩控制系统,该系统稳定且适宜于在电动工程车辆中推广应用。2)根据电动叉车的性能指标,分析电动叉车驱动系统和各种驱动电机的优缺点,讨论了交流调速控制技术的发展和现状,采用空间电压矢量分析方法分析了直接转矩控制的基本原理、结构和算法。3)针对该系统设计了DSP控制器,并设计了驱动器的外围电路,包括弱电电路设计和强电电路设计。4)根据控制策略的选择和电动叉车的工况,对控制系统进行了软件设计;并对CAN总线进行了设计和介绍。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-12
第一章绪论  12-20
  1.1 本文研究的背景和意义  12
  1.2 电动叉车的技术发展趋势  12-13
  1.3 交流驱动系统叉车的优点  13-15
  1.4 交流异步电机调速技术发展的概况和前景  15-17
    1.4.1 电力电子器件的发展  15
    1.4.2 变频调速技术  15-16
    1.4.3 交流电动机的控制技术  16-17
  1.5 直接转矩控制的优点和发展方向  17-19
    1.5.1 直接转矩控制的优点  17-18
    1.5.2 直接转矩控制的发展方向  18-19
  1.6 本课题的研究内容  19-20
第二章直接转矩控制的基本原理与结构  20-33
  2.1 交流异步电动机模型  20-24
    2.1.1 异步电动机的物理模型  20-22
    2.1.2 电动机在两相静止α、β坐标系下的数学模型  22-24
  2.2 直接转矩控制的基本原理  24-25
  2.3 电压空间矢量调制调制  25-29
    2.3.1 电压空间矢量的基本原理  25-26
    2.3.2 SVPWM 产生原理  26-27
    2.3.3 空间电压矢量PWM 的算法  27-29
  2.4 直接转矩控制系统模型的基本结构  29-33
    2.4.1 磁链观测器  30-31
    2.4.2 磁链调节器  31-32
    2.4.3 转矩观测器  32
    2.4.4 转矩调节器  32-33
第三章基于 DSP 的驱动控制系统硬件设计  33-45
  3.1 DSP TMS320F2812 控制器的设计  33-41
    3.1.1 驱动控制系统整体结构设计  33-34
    3.1.2 驱动控制器功能说明  34
    3.1.3 TMS320F2812 简介  34-36
    3.1.4 电机控制器主板硬件概述  36
    3.1.5 DSP 控制器外围电路设计  36-41
  3.2 控制电路设计  41-42
    3.2.1 档位、油门给定输入电路  41
    3.2.2 电流检测控制电路  41-42
    3.2.3 DSP 与微机之间的串行通信  42
  3.3 控制器外围电路设计  42-45
    3.3.1 三相逆变器的设计  42-43
    3.3.2 充放电回路的设计  43-44
    3.3.3 速度控制电路  44-45
第四章基于直接转矩控制系统软件设计  45-53
  4.1 主程序  45
  4.2 中断程序设计  45-46
  4.3 SVPWM 模块的软件设计  46-48
  4.4 CAN 总线通信协议的制定与实现  48-53
    4.4.1 通信协议简介  48
    4.4.2 CAN 总线接线方式介绍  48-50
    4.4.3 CAN 节点的软件设计  50-53
第五章全文的总结与展望  53-55
  5.1 总结  53
  5.2 存在问题及未来工作的展望  53-55
参考文献  55-57

电动叉车交流异步电动机驱动系统的研究

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