基于dsPIC的离散变频软起动控制器的研究

论文摘要

传统的软起动器通过改变晶闸管的触发角减小了电机的起动电流,但同时也限制了起动转矩的大小,不利于它在需要重载起动场合的应用。离散变频软起动技术保持传统软起动器的原有结构,在软件上对工频半波进行不同的通断组合控制,实现变压变频,在不提高成本的前提下满足了电机对起动电流和电磁转矩的要求。论文对离散变频软起动的特点、控制策略和软、硬件实现进行了研究。论文首先分析了离散变频调压、调频的基本原理,研究了不同触发方式对分频电压基波相位的影响,确定了各离散频段的最佳触发方式;根据各分频段的特点,确定了电机起动应采用的离散频段;为减小谐波、优化输出波形,引入了等效正弦触发策略;为实现各分频段的顺利切换,研究了基于功率因数角的无速度传感器转速观测方法;由于功率因数角的影响,采用了触发角和功率因数角协同控制的策略,保证起动的平稳;为使电机运行在节能状态,确定了优化的降压节能控制方案。之后,建立三相异步电机的离散变频软起动仿真模型,仿真结果验证了所研究方案的正确性和可行性。最后,基于微芯公司的dsPIC30F系列数字信号控制器对离散变频软起动控制器的软、硬件进行了设计,并完成了相关部分的实验验证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 异步电机起动方法
• 1.3 解决方法
• 1.4 研究的主要内容
• 第二章 离散变频软起动原理分析
• 2.1 常规软起动原理
• 2.2 离散变频基本原理分析
• 2.3 基波信号相位的研究
• 2.4 最佳分频方式的确立
• 2.4.1 对称相序的分析
• 2.4.2 求取最佳分频组合
• 第三章 离散变频软起动的控制策略
• 3.1 电磁转矩分析
• 3.2 频段等级的选取和划分
• 3.3 离散变频的等效正弦控制
• 3.4 功率因数角控制
• 3.5 节能控制
• 3.5.1 降压节能原理分析
• 3.5.2 各种节能方法比较
• 3.5.3 优化方案
• 3.6 无速度传感器控制
• 第四章 仿真实验及分析
• 4.1 仿真环境
• 4.2 仿真模型
• 4.3 仿真结果及分析
• 第五章 系统的软、硬件设计
• 5.1 系统硬件设计
• 5.1.1 主电路
• 5.1.2 复位电路
• 5.1.3 同步电压检测电路
• 5.1.4 电流电压采集电路
• 5.1.5 晶闸管触发电路
• 5.2 系统软件设计
• 5.2.1 开发工具的选择
• 5.2.2 系统流程图
• 5.2.3 触发子程序
• 5.2.4 定时中断子程序
• 5.2.5 输入捕捉
• 5.2.6 频段切换
• 5.2.7 节能运行
• 5.2.8 看门狗定时器
• 第六章 实验验证
• 6.1 实验系统
• 6.2 模拟量采集
• 6.2.1 优化A/D转换器的系统性能
• 6.2.2 电压采集实验
• 6.3 触发系统
• 结束语
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢