基于TMS320F2812的交流电机多算法调速控制

发布时间：2017-11-22 18:16

本文关键词：基于TMS320F2812的交流电机多算法调速控制

【摘要】：不同于直流电机,异步电机模型具有变量多、阶次高、多变量、耦合度高的特点,因此对转矩的控制并不方便。最近一段时间以来,电力电子元器件、DSP芯片等器件相继出现,使得异步电机调速技术拥有很大的发展空间。本文研究了三种不同的基于交流变频技术的异步电机调速控制算法,设计了三套控制系统,并对结果进行了分析与对比。分别是：以SVPWM技术为驱动模块的转速开环变压变频(V/F)调速系统、转速闭环转差频率调速系统和矢量坐标变换调速系统。算法一：针对正弦脉宽调制(SPWM)方式未最大限度地运用电压逆变器的直流电压,空间矢量脉宽调制(SVPWM)方式随之产生,该调制方式不但升高了直流电源的使用效率,还降低了谐波变化率,也减少了开关次数。根据开环变压变频(V/F)调速原理,结合电动车辆在行驶加减速过程中的用户满意度调查,设置了加速和减速曲线,从而使电机在加减速过程中不至于因电流过大而损坏。算法二：针对转速开环变压变频调速系统的调速范围有限、存在精度误差、以及转速受负载扰动影响的问题,对电动车辆采用了转速闭环转差频率调速控制方法。结合空间矢量脉宽调制技术,在开环调速的基础之上增加测速环节,并与给定转速相比较,输出转差频率对应的输出值,经过转速环PI调节,输出转速,最终控制电机的转速。算法三：矢量变换控制的目标是通过仿照直流电机来控制异步电机。通过矢量坐标变换,使得高阶、非线性、强耦合的异步电机模型的磁通和转矩通过解耦之后,把电机定子电流矢量分解为两个分量：励磁分量和转矩分量,对此两个分量进行单独控制,就能像直流电机一样分别对磁链和转矩进行控制。本文对以上三种算法通过Simuink进行了仿真分析,并在实际硬件电路中以TMS3202812芯片为控制核心,通过电流和转速检测电路构成开环、闭环和矢量控制系统,对系统实时控制软件进行了DSP编程,最后验证了这三种算法。实验结果表明,转速开环变压变频调速控制能以一定的稳态误差跟踪给定曲线,但是不具有抗负载扰动的性能,仅能满足一般变频控制系统的要求。转速闭环转差频率调速系统不但可以消除稳态误差,还具有较好的抗干扰的性能,由此可见该系统具有较高的转速精度和稳定性,可在干扰信号下实现较为精确的变频调速,但是对于动静态性能要求很高的环境则有些逊色。而矢量控制系统不仅具有无稳态误差、抗负载干扰能力强的特点,而且动态性能也非常好,适用于一些对动静态性能和抗干扰性能要求很高的场合,也是未来应广泛采纳的调速系统。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP273;TM34

【参考文献】

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