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基于混合矢量SVPWM的永磁直线同步电机推力脉动抑制

作　者: 陈坤
导　师: 杨俊友
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 永磁直线同步电机直接推力控制混合矢量 Matlab/Simulink DSP
分类号: TM341
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本课题以国家自然科学基金项目(51075281)为依托,首先综述了永磁直线同步电机(PMLSM)以及直接推力控制技术的研究现状,并进一步对PMLSM的直接推力控制系统进行了研究,分析了控制系统的性能。基于MATLAB/Simulink仿真软件,搭建了基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)的PMLSM的直接推力控制系统仿真框图,并进行了仿真研究,仿真结果表明SVPWM方法一定程度上减小了推力和磁链的脉动,但SVPWM存在死区效应,因此系统的推力与磁链仍然存在较大脉动。本文深入分析了空间矢量脉宽调制中死区效应对输出电压的影响。为了进一步提高直接推力控制系统的控制精度,减少死区补偿的影响,提出了新的不用死区补偿的混合矢量SVPWM的方法,并将其应用于PMLSM直接推力控制系统中。该方法在避免死区补偿的前提下,能够调制出不同方向和大小的电压矢量以减小推力和磁链的脉动。对基于混合矢量SVPWM的PMLSM直接推力控制系统进行了仿真分析,结果表明该方法有效地抑制了推力和磁链脉动。最后,在TMS320F2812 DSP芯片上对混合矢量SVPWM方法进行了软件实现,主要包括绘制流程图、C语言编程,应用VHDL对FPGA编程。通过仿真与实验的验证,该方法能够有效抑制推力与磁链的脉动,使输出电流更加接近正弦,从而证明了将该方法用于永磁直线同步电机直接推力控制系统中具有可行性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-14
  1.1 课题研究的背景  9-10
  1.2 直接转矩控制的发展现状  10-11
  1.3 空间矢量脉宽调制的研究现状  11-12
  1.4 论文的主要内容  12-14
第二章基于空间矢量脉宽调制的永磁直线同步电机直接推力控制  14-33
  2.1 永磁直线同步电机数学模型  14-18
    2.1.1 永磁直线同步电机d-q 轴系数学模型  14-16
    2.1.2 混合参考坐标系下推力数学模型  16-18
  2.2 直接推力控制方法的基本原理与实现方法  18-22
    2.2.1 直接推力控制的基本原理  18-19
    2.2.2 永磁直线同步电机直接推力控制系统的实现  19-22
  2.3 基于空间矢量脉宽调制的直接推力控制方法的实现  22-28
    2.3.1 预测电压控制  22-23
    2.3.2 空间矢量脉宽调制  23-28
  2.4 基于预测PI 和SVPWM 的直接推力控制系统结构  28
  2.5 基于预测PI 和SVPWM 的直接推力控制系统仿真  28-33
    2.5.1 SVPWM 仿真框图  28-29
    2.5.2 控制系统仿真  29-33
第三章基于混合矢量SVPWM 的永磁直线同步电机直接推力控制  33-50
  3.1 桥臂器件开关死区对PWM 控制逆变器工作的影响  33-37
  3.2 混合矢量SVPWM  37-43
    3.2.1 混合矢量SVPWM 的原理  37-41
    3.2.2 混合矢量的作用时间推算  41-43
  3.3 基于混合矢量SVPWM 的直接推力控制系统的仿真  43-50
    3.3.1 基于混合矢量SVPWM 的控制系统结构  43
    3.3.2 混合矢量SVPWM 仿真框图  43-44
    3.3.3 控制系统仿真  44-50
第四章基于DSP 的混合矢量SVPWM 软件实现  50-57
  4.1 TMS320F2812 DSP 芯片的PWM 逻辑单元  50-52
  4.2 基于TMS320F2812 DSP 的混合矢量SVPWM 软件实现  52-57
第五章结论  57-59
参考文献  59-62
在学研究成果  62-63
致谢  63

基于混合矢量SVPWM的永磁直线同步电机推力脉动抑制

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