基于英飞凌XC2267的永磁同步电机控制器研究

发布时间：2017-07-19 15:21

  本文关键词：基于英飞凌XC2267的永磁同步电机控制器研究

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【摘要】：工业机械设备在工作时,需要对其工作速度进行调节,这种调节在多数情况下具有很多不确定性,直流电机是人们常用的驱动电机,而它的调速需要由直流调速驱动控制系统来实现,但是直流调速与目前流行的永磁同步电机相比缺点很多,比如工作时稳定性不高,价格昂贵,工作寿命较短,这些都限制了直流电机的发展。永磁同步电机的使用可以追溯到上个世纪70年代,与直流电机相比永磁同步电机优势明显,永磁同步电机构造简单,具有很小体积,工作效率高,可采用不同的控制算法对其进行控制,而广泛应用的矢量控制技术具有响应速度快,运行时产生噪音较小,更重要的是安全系数较高。论文以车身应用较广泛的永磁同步电机为对象,结合当前的永磁同步电机的研究现状,对永磁同步电机的驱动系统和控制技术进行了一系列研究,并进行了实验验证。本文首先深入研究了现在广泛使用的永磁同步电机的应用场合和机械特性及结构,对本文研究背景进行了深入分析,分析了国内永磁同步电机驱动控制系统和国外永磁同步电机控制系统的研究现状。其次对永磁同步电机的控制方法进行了研究,使用不同控制算法对电机控制进行研究,包含磁场定向控制,直接转矩控制和弱磁控制,再次基于XC2267为微控制器设计驱动电路,结合硬件和软件进行分析和实验验证。功能强大的16位英飞凌XC2267微控制器、三相全桥驱动芯片6ED003L06和OptiMOS功率晶体管(SPB80N06S2L-07),组成控制驱动电路。在软件方面,包含驱动电机转动的底层驱动程序和提高电机控制效率的控制算法。最后通过不同控制算法和软件仿真实现永磁同步电机驱动并实验验证永磁同步电机的驱动性能。
【关键词】：永磁同步电机 XC2267 矢量控制 FOC控制
【学位授予单位】：上海应用技术学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM341
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题背景和意义10-11
• 1.2 国内外永磁同步电机控制系统的应用和研究现状11-13
• 1.2.1 国内永磁同步电机控制系统的应用和研究现状11-12
• 1.2.2 国外永磁同步电机控制系统的应用和研究现状12-13
• 1.3 英飞凌XC2267芯片介绍13-14
• 1.4 论文主要研究内容14-16
• 第2章 永磁同步电机控制理论16-34
• 2.1 永磁同步电机概述16-17
• 2.2 永磁同步电机数学模型17-19
• 2.3 永磁同步电机矢量控制19-30
• 2.3.1 矢量控制原理19-21
• 2.3.2 PID控制模块21
• 2.3.3 空间矢量脉宽调制及数字化实现21-30
• 2.4 永磁同步电机控制策略30-32
• 2.4.1 恒压频比控制30
• 2.4.2 矢量控制30-31
• 2.4.3 直接转矩控制31-32
• 2.5 永磁同步电机弱磁控制32-33
• 2.5.1 电压极限椭圆32-33
• 2.5.2 电流极限椭圆33
• 2.6 本章小结33-34
• 第3章 基于英飞凌XC2267电机控制器的硬件功能实现34-40
• 3.1 电机控制器主控电路硬件设计34-37
• 3.1.1 主控芯片XC2267最小系统电路34-36
• 3.1.2 主控芯片XC2267外围功能电路36-37
• 3.2 电机控制器驱动电路硬件设计37-39
• 3.2.1 低压电机功率板电路设计38
• 3.2.2 电流检测电路设计38-39
• 3.2.3位置检测电路设计39
• 3.3 本章小结39-40
• 第4章 基于英飞凌XC2267电机控制器的软件功能实现40-48
• 4.1 软件开发平台40-41
• 4.1.1 编译软件40
• 4.1.2 下载工具40-41
• 4.1.3 底层驱动配置工具Dave41
• 4.2 主程序模块41-42
• 4.2.1 系统初始化41-42
• 4.2.2 主程序流程图42
• 4.3 ADC模块42-43
• 4.4 捕获/比较单元6(CCU6)43
• 4.5 通用定时器模块43
• 4.6 算法控制模块43-47
• 4.6.1 CLARK变换算法实现43-44
• 4.6.2 PARK变换算法实现44-46
• 4.6.3 空间矢量的算法程序46-47
• 4.7 本章小结47-48
• 第5章 实验测试结果及总结48-57
• 5.1 测试平台搭建48-49
• 5.2 电机控制系统仿真49-54
• 5.3 电机控制系统实验调试54-56
• 5.3.1 三相PWM波测量54-55
• 5.3.2 线电压测量55-56
• 5.4 本章小结56-57
• 第6章 总结与展望57-58
• 6.1 总结57
• 6.2 展望57-58
• 参考文献58-61
• 致谢61-62
• 攻读硕士学位期间所开展的科研项目和发表的学术的论文62

【共引文献】

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本文编号：563571