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基于DSP的永磁同步电机直接转矩控制系统

作　者: 傅田晟
导　师: 贾贵玺
学　校: 天津大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 永磁同步电机直接转矩控制数字信号处理器磁链观测器反电势积分法
分类号: TM341
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 125次
引　用: 2次
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内容摘要

本论文在研究直接转矩控制系统运行原理的基础上设计了一套基于DSP的永磁同步电机的直接转矩控制系统。通常直接转矩控制系统大多应用于异步机上,而相比异步机来说,永磁同步电机具有体积小、效率高、功率密度大等优点。因此从上世纪80年代以来,随着永磁材料性能价格比的不断提高,以及电力电子器件的进一步发展,永磁同步电动机的研究进入了一个发展的新阶段。直接转矩控制系统应用于永磁同步电机上也成为一个研究的热点课题。本论文从永磁同步电机出发,讨论其运行原理,分析其数学模型。并由此深入研究基于永磁同步电机的直接转矩控制系统原理及设计方案,并对整个系统的各个环节进行调试,通过MATLAB/Simulink仿真与基于DSP的单片机软硬件设计将这个系统予以实现。为了改进系统的性能,本论文深入分析了永磁同步电机运行中磁链观测中存在的问题,并采用了一种新型的磁链观测方法提高观测精度。由于传统积分观测器在低速区域观测精度不高,这种采用反电势积分器原理的磁链观测器有效弥补了这一缺点。通过MATLAB/Simulink仿真与硬件调试表明其有效提高了系统的性能。从而证明了该方法有进一步发展的意义。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 永磁同步电机的发展概况简述  7-10
  1.2 直接转矩控制系统的发展概况简述  10-11
  1.3 基于永磁同步电机的直接转矩控制系统发展现状  11-12
  1.4 本论文课题研究的背景和意义  12
  1.5 本论文的主要内容  12-13
第二章永磁同步电机的直接转矩控制  13-28
  2.1 永磁同步电机的数学模型  13-14
  2.2 直接转矩控制原理  14-19
  2.3 永磁同步电机的直接转矩控制  19
  2.4 永磁同步电机直接转矩控制的仿真模型  19-24
  2.5 永磁同步电机直接转矩控制的仿真结果  24-28
第三章永磁同步电机直接转矩控制系统的软硬件设计  28-38
  3.1 系统的硬件设计  28-35
    3.1.1 控制电路  29-30
    3.1.2 逆变电路及其驱动电路  30-31
    3.1.3 电流传感器和偏置放大电路  31-33
    3.1.4 速度检测电路  33-34
    3.1.5 电源变换电路  34-35
    3.1.6 永磁同步电机  35
  3.2 系统的软件设计  35-38
    3.2.1 主程序的流程图  35-36
    3.2.2 电机起动的转子位置检测  36
    3.2.3 速度观测器和PI调节器的实现  36-38
第四章永磁同步电机磁链观测器的改进  38-52
  4.1 传统的磁链观测方法  38-43
    4.1.1 定子电压和电流积分的u-i模型法  38-40
    4.1.2 定子电流和转子转速的i-n模型法  40-41
    4.1.3 按定子电压和转子转速的u-n模型法  41-43
  4.2 基于自适应补偿的改进型积分器  43-47
    4.2.1 积分器模型的误差分析  43-45
    4.2.2 基于自适应补偿的改进型积分器  45-47
  4.3 基于自适应补偿的改进型积分器仿真  47-48
  4.4 基于非线性正交补偿的磁链观测器  48-51
  4.5 本章小结  51-52
第五章结束语  52-53
参考文献  53-56
附录  56-59
发表论文和科研情况说明  59-60
致谢  60

基于DSP的永磁同步电机直接转矩控制系统

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