论文摘要
针对异步电动机直接转矩控制系统存在转矩、电流和磁链脉动大等缺点,本文采用电压空间矢量法与直接转矩控制相结合的方法,提出一种直接转矩控制的离散空间矢量脉宽调制(DSVM)的方法。即根据转矩、磁链误差和速度的不同,在每个控制周期内选取多个电压矢量来合成目标电压矢量,增加电压矢量的数目,并采用更为简单的调制方法进行脉宽调制,从而大大降低转矩、电流和磁链的波动,使系统在低速时的转矩更平稳、性能更佳。本方法不仅可以在不增加开关频率的前提下明显改善转矩、电流和磁链波动,且不增加系统和电路的复杂性,使电压空间矢量调制更为简单。基于这种直接转矩控制的离散空间矢量脉宽调制(DSVM)的方法,通过对电机损耗的分析,建立了考虑铁损时异步电机的数学模型,推导出电机的损耗和转子磁链的关系,通过坐标旋转变换,得出损耗最小时的直接转矩控制的定子磁链参考值,而后给出最优定子磁链指令值的控制策略,与通常磁链DTC相比,使电机的运行效率得以提升。通过仿真及对比,改进的系统提高了效率。采用以上介绍的计算方法和直接转矩控制策略,并以TMS320F240作为CPU,外加采样电路、IPM(智能功率模块)驱动、PWM脉冲产生模块与保护等硬件电路在交流异步电机上实现直接转矩控制。实验结果证明了该控制系统设计的有效性和正确性。
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摘要Abstract第一章 绪论1.1 课题目的和意义1.2 直接转矩控制的发展及现状1.3 电机效率的研究1.4 本文的研究内容第二章 直接转矩控制的基本原理2.1 异步电机的数学模型2.2 逆变器的开关状态及电压空间矢量2.3 直接转矩控制的基本原理2.4 电压空间矢量对定子磁链和转矩的影响2.4.1 电压空间矢量对定子磁链的影响2.4.2 电压空间矢量对电磁转矩的影响2.5 本章小结第三章 离散空间矢量调制技术3.1 直接转矩控制的转矩脉动分析3.2 离散电压空间矢量调制（DSVM）的理论基础3.3 电压矢量的选择3.4 开关表的制定3.5 调制技术3.6 DSVM直接转矩控制系统的仿真3.6.1 控制系统组成3.6.2 仿真结果3.7 本章小节第四章 异步电机DTC的效率改善研究4.1 最小损耗控制的研究意义4.2 最小损耗控制的研究现状4.2.1 恒功率因数控制4.2.2 在线搜索控制4.2.3 最小定子电流控制4.2.4 损耗模型控制（LMG-Loss Model Control）4.3 异步电机的DTC效率优化改善4.3.1 异步电动机的损耗分析4.3.2 考虑铁损的异步电动机数学模型4.3.3 异步电机最小损耗优化控制4.4 试验结果讨论4.5 本章小结第五章 控制系统的实现5.1 控制系统硬件结构设计5.1.1 控制回路部分简介5.1.2 主电路部分简介5.1.3 系统硬件抗干扰设计5.2 系统软件编程实现5.2.1 主程序设计5.2.2 系统中断服务程序设计5.2.3 电压空间矢量脉宽调制波的生成5.2.4 功率模块保护中断（PDPINT中断）5.4 本章小结总结与展望总结展望参考文献致谢攻读硕士学位期间发表的论文
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