异步电机无速度传感器控制算法仿真研究及驱动器设计实现

发布时间：2020-05-04 19:15

【摘要】：随着控制技术的不断发展与成熟,异步电机变频调速系统得以应用的市场空间越来越大,系统的性能也越来越好。比如在电动汽车、工业生产以及地下铁路建设中,越来越多的场合会要求使用大功率的异步电机。因此本文以DSP为硬件基础,针对异步电机的控制算法和能够应用在大功率异步电机上的驱动器进行了设计与探究。本文的主要研究内容如下:本文首先对变频调速系统的发展背景以及发展历程、变频调速控制理论进行了简单介绍,同时对异步电机在数学模型基础上的推导,以及坐标轴的转换理论进行了较为详细的阐述。其次,本文利用转子磁场定向方法完成电机转矩分量和励磁分量之间的解耦,从而实现了对异步电机矢量控制的仿真模拟,并且在模拟中显示出了良好的调速性能,以及优秀的转矩控制性能。再次,本文针对当前较为主流的SVPWM调制算法进行分析,并在分析推导的过程中,建立了开环驱动电机的仿真模拟,提高了电压的利用率,并针对闭环控制时速度传感器所带来的一些问题,采用模型参考自适应方法对转子速度重新进行估值。为简化控制过程,本文使用超稳定方法对转速估计的自适应定律进行推导,并且进行仿真模拟,分析了仿真参数的选择,仿真结果显示了系统具有良好的控制性能。最后,本文基于TI公司产的TMS320F2812的控制核心,自主设计了整个驱动器的系统结构。它分别包括控制板、驱动板以及电源板这三块电路板,其中的控制板中的信号处理核心则是搭载了DSP最小系统;电源板上全部的搭载模块都有:电源模块、采样电路以及预充电电路;驱动板上有对IGBT有驱动和保护功能的模块。在整机设计上采用了对大功率电机的供电隔离以及光耦隔离等等一系列措施。最后基于现有的小功率电机对驱动器进行了实体测试,并且编程写出了矢量控制程序来保证电机的正常运转,最终验证了设计的可行性。
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM343

【参考文献】