基于STM32的交流异步电机控制系统的设计

发布时间：2017-04-28 15:19

  本文关键词：基于STM32的交流异步电机控制系统的设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：交流电动机,尤其是异步电动机已经取代直流电动广泛应用于国民经济的各个领域。发展高性能的交流变频调速技术及设备对于提高电机的运行性能和节约能源方面都有着重要的意义。本文在研究国内外变频器发展状况和先进控制方法的基础上,提出了一种基于STM32微控制器的三相异步电机变频调速控制系统的设计方案。系统采用矢量控制(VC)策略和电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法,首先详细阐述了矢量控制的原理、SVPWM技术原理及其调制方法;接着介绍了系统的硬件设计,包括主电路的结构设计,控制核心STM32和智能功率模块(IPM)的外围电路设计,反馈信号采集电路设计以及异步电机发电运行时的馈电逆变电路设计等;然后详细给出了系统的软件设计,阐述了主程序、中断服务程序及各子程序的设计思路与矢量控制、SVPWM的实现方法。最后对系统设计方案进行了软硬件实现,并进行了系统仿真与测试,给出了仿真波形与实际的测试波形与分析,验证了本设计的可行性与优越性。
【关键词】：异步电机 变频调速 STM32 智能功率模块 矢量控制 SVPWM
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM343
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 课题研究背景及意义11
• 1.2 交流调速技术的发展及国内外研究现状11-14
• 1.2.1 交流调速技术的发展11-13
• 1.2.2 国内外研究现状13-14
• 1.3 ARM在电动机控制系统中的应用14-15
• 1.4 文章主要研究内容和结构安排15-16
• 第2章 系统控制策略与理论基础16-31
• 2.1 异步电动机的工作原理及运行状态16-18
• 2.2 异步电动机常用坐标系及其变换18-21
• 2.2.1 常用坐标系18-19
• 2.2.2 坐标变换19-21
• 2.3 基于坐标变换的矢量控制技术21-26
• 2.3.1 异步电动机数学模型的简化21-25
• 2.3.2 转差频率矢量控制系统25-26
• 2.4 电压空间矢量脉宽调制技术26-29
• 2.5 系统控制策略29-30
• 2.6 本章小结30-31
• 第3章 系统硬件设计31-54
• 3.1 系统硬件总体设计31
• 3.2 主电路设计31-33
• 3.2.1 整流电路32-33
• 3.2.2 滤波电路33
• 3.3 基于IPM的逆变电路设计33-41
• 3.3.1 自举电路35-37
• 3.3.2 吸收电路37-39
• 3.3.3 驱动电路39-40
• 3.3.4 保护电路40-41
• 3.4 馈电逆变电路设计41-44
• 3.4.1 再生制动状态与泵生电压41-43
• 3.4.2 馈电逆变电路43-44
• 3.5 控制电路设计44-50
• 3.5.1 STM32最小系统外围电路46-47
• 3.5.2 按键电路47
• 3.5.3 LCD电路47-49
• 3.5.4 串口通讯电路49-50
• 3.6 信号检测电路设计50-53
• 3.6.1 电流、电压检测电路50-52
• 3.6.2 转速检测电路52-53
• 3.7 本章小结53-54
• 第4章 系统软件设计54-66
• 4.1 主程序设计54-56
• 4.2 中断服务程序设计56-61
• 4.2.1 矢量控制中断56-57
• 4.2.2 SVPWM中断57-60
• 4.2.3 故障处理中断60-61
• 4.3 子程序模块设计61-65
• 4.3.1 电流及转速检测子程序61-63
• 4.3.2 按键与LCD子程序63-64
• 4.3.3 PID调节子程序64-65
• 4.4 本章小结65-66
• 第5章 系统仿真与测试66-72
• 5.1 SVPWM模块仿真66-68
• 5.2 系统测试68-71
• 5.3 本章小结71-72
• 第6章 总结与展望72-74
• 6.1 总结72
• 6.2 展望72-74
• 参考文献74-78
• 致谢78-79
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文79-81

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 丁明军;徐建城;;多路交流异步采样及幅度和相位校准算法[J];湖北电力;2007年06期

2 徐谋;;交流异步电机变频调速异常过流故障分析[J];机电信息;2013年06期

3 李华湘;;交流异步传动系统的输出策略[J];大功率变流技术;2013年05期

4 陈鸿蔚;张桂香;;基于模糊模型的交流异步电力测功机转矩和转速辨识[J];中国机械工程;2009年02期

5 张桂香;陈鸿蔚;;基于支持向量回归机的交流异步电力测功机软测量模型[J];中国机械工程;2008年02期

6 赵迎春;余康;郝魁红;;基于交流异步伺服技术的风电机组变桨系统[J];电机与控制应用;2011年05期

7 陈小辉;张桂香;陈鸿蔚;;基于双CPU的交流异步电力测功机控制系统[J];计算机系统应用;2009年09期

8 徐淑姣;;基于交流异步电动机定子电流的分析监测系统[J];机械工程师;2006年10期

9 丁辉;胡协和;;交流异步电动机调速系统控制策略综述[J];浙江大学学报(工学版);2011年01期

10 田旭辉;;交流异步伺服控制器在数控摩擦焊机上的应用[J];大连轻工业学院学报;2006年04期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 詹铸;靳巍;彭波;卫元军;;VFT交流异步互联技术的仿真[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 陈鸿蔚;交流异步电力测功机系统及其软测量技术研究[D];湖南大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 张斌斌;基于STM32的交流异步电机控制系统的设计[D];上海交通大学;2015年

2 吴绪成;交流异步电力测功机系统及基于UKF的软测量模型研究[D];湖南大学;2010年

3 丁磊;交流异步电机调速系统鲁棒控制算法研究[D];广西大学;2013年

  本文关键词：基于STM32的交流异步电机控制系统的设计，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：333083