离心机专用变频器及其控制系统研究

论文摘要

交流调速技术是20世纪后期重要的工程技术成就。交流调速控制方式历经了四代,得到了迅速发展。其中最新颖的是直接转矩控制技术,直接在定子坐标系下分析交流电机数学模型,控制电动机的磁链和转矩,控制结构简单,手段直接,是一种具有较高动态响应的交流调速技术。论文首先介绍了调速技术的发展与现状,直接转矩控制技术的发展以及本文的主要研究内容；接着介绍了异步电动机直接转矩控制的理论和直接转矩控制系统组成及工作原理；然后详细介绍了离心机专用变频器的硬件电路设计工作,主要包括主电路、隔离驱动电路、电压检测电路、电流检测电路、测速电路以及电源电路的设计；其后,论文介绍了在DSP集成开发环境CCS3.3下直接转矩控制的软件实现,主要包括测速、电压和电流信号采集与3/2变换、磁链和转矩的计算、转矩给定、磁链和转矩调节、磁链扇区选择、开关信号选择、电压状态输出等模块的具体实现；最后对整个系统的软硬件进行联合调试,验证设计的正确性,获得直接转矩控制的性能,还根据已取得的部分实验结果进行了分析与说明。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 电动机调速发展概况
• 1.2 交流调速技术的发展
• 1.3 直接转矩控制技术发展概况
• 1.4 论文主要的研究内容
• 第2章 直接转矩控制基本理论
• 2.1 异步电机直接转矩控制基本理论
• 2.1.1 直接转矩控制的理论依据
• 2.1.2 异步电动机数学模型
• 2.1.3 逆变器的开关状态和电压状态
• 2.1.4 电压空间矢量及其与磁链和转矩的关系
• 2.1.5 电压空间矢量与磁链、转矩的关系
• 2.2 直接转矩控制的基本结构和工作原理
• 2.2.1 异步电动机磁链计算模块
• 2.2.2 磁链调节模块
• 2.2.3 转矩调节模块
• 2.2.4 扇区判断
• 2.2.5 开关信号选择模块
• 2.3 本章小结
• 第3章 控制系统硬件电路设计
• 3.1 系统硬件构成
• 3.2 主电路
• 3.3 控制电路
• 3.3.1 控制器DSP及其外围电路
• 3.3.2 隔离驱动电路
• 3.4 信号检测电路
• 3.4.1 电压检测调理电路
• 3.4.2 电流检测调理电路
• 3.4.3 转速检测电路
• 3.5 本章小结
• 第4章 控制系统软件设计
• 4.1 CCS开发环境介绍
• 4.1.1 CCS开发环境的功能
• 4.1.2 集成代码生成工具
• 4.1.3 集成开发环境
• 4.1.4 DSP/BIOS插件
• 4.1.5 实时数据交换RTDX和硬件仿真
• 4.2 系统主程序设计
• 4.3 中断子程序
• 4.3.1 A/D转换
• 4.3.2 由直流母线电压计算三相交流电压
• 4.3.3 磁链和转矩计算
• 4.3.4 转速测量和速度调节器
• 4.3.5 磁链、转矩调节
• 4.3.6 开关信号选择
• 4.4 本章小结
• 第5章 实验结果与分析
• 5.1 实验系统搭建
• 5.2 实验波形及分析
• 5.3 本章小结
• 总结
• 参考文献
• 致谢