电磁式同步电动机直接转矩控制系统研究与实践

论文摘要

本文在电磁式同步电动机控制系统的无速度传感器的设计、定子磁链的观测、低速性能的提高以及系统高性能数字控制的实现等方面进行了广泛而深入的研究,采用TMS320VC33 DSP实现了无速度传感器的电磁式同步电动机的直接转矩控制系统。 在分析传统DTC的固有缺陷的基础上,提出将直接转矩控制与空间电压矢量调制技术(SVM)相结合,在一个控制周期内发多个电压矢量来逼近目标电压矢量,进而减少了转矩波动。同时研究不同电压矢量对转矩变化所产生的影响,在此基础上,进一步改进和优化开关表,使用磁链和转矩的双层滞环控制方案。仿真和实验结果表明上述方法在保留传统DTC动态性能的情况下,提高了电机的低速转矩,并减小了转矩脉动。 最后,采用TMS320VC33 DSP设计了电磁式同步电机的直接转矩控制系统,并通过C语言/汇编语言混合编程,完成了DSP实时软件的研制工作,实现了对电磁式同步电机的高性能控制。

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 直接转矩控制技术的产生与特点
• 1.1.1 直接转矩控制技术的产生
• 1.1.2 直接转矩控制的特点
• 1.2 电磁式同步电机直接转矩控制研究现状
• 1.3 电磁式同步电机概况
• 1.4 本文主要研究内容
• 第2章 电磁式同步电机直接转矩控制系统研究
• 2.1 电磁式同步电机直接转矩控制的基本理论
• 2.2 电磁式同步电机直接转矩控制系统
• 2.2.1 空间电压矢量
• 2.2.2 转矩和磁链控制
• 2.2.3 最优开关表
• 2.2.4 电磁式同步电机直接转矩控制系统组成
• 2.3 系统性能仿真
• 2.3.1 仿真软件的介绍
• 2.3.2 系统模型建立及性能仿真
• 2.4 本章小结
• 第3章 基于DSVM的电磁式同步电机的直接转矩控制
• 3.1 传统DTC控制方法的缺点
• 3.1.1 转矩脉动分析
• 3.1.2 磁通轨迹分析
• 3.2 离散空间电压向量调制（DSVM）的产生及原理
• 3.3 传统DTC和DSVM-DTC的仿真比较
• 3.4 本章小结
• 第4章 无位置传感器电磁式同步电机直接转矩控制系统研究
• 4.1 引言
• 4.2 转子磁极初始定位
• 4.3 定子磁链估计误差因素分析
• 4.3.1 初始位置不正确引起磁链估计误差分析
• 4.3.2 利用准积分器来解决磁链估计中的初始条件问题
• 4.3.3 用于宽调速范围磁链估计的改进积分器方法
• 4.3.4 逆变器死区效应对磁链观测影响分析
• 4.3.5 影响磁链观测的其他因素分析
• 4.4 电磁式同步电机无速度传感器方案
• 4.5 实验波形
• 4.6 本章小结
• 第5章 电磁式同步电机直接转矩控制系统的数字化实现
• 5.1 电磁式同步电机直接转矩控制系统的硬件构成
• 5.1.1 DSP选型
• 5.1.2 FLASH与SRAM
• 5.1.3 A/D与D/A
• 5.1.4 检测电路
• 5.1.5 IGBT驱动
• 5.1.6 主电路的保护
• 5.1.7 基于DSP的电磁式同步电机直接转矩控制系统框架
• 5.2 系统软件设计
• 5.2.1 系统控制程序总流程图
• 5.2.2 比例-积分控制的软件实现
• 5.2.3 定子磁链估计的数字实现
• 5.2.4 改进积分器2的数字实现
• 5.3 直接转矩调速系统实验验证
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢