基于DSP的三电平交流调速系统的研究

论文摘要

异步电动机结构简单,坚固耐用等优点,因而在工农业等各种领域得到了广泛的应用。随着新型电力电子器件的不断涌现和计算技术的不断发展,针对交流异步电动机高性能的调速控制系统受到人们的重视。而三电平逆变技术具有输出端谐波小,易于正弦化,能耗小等优点,在电动机变频调速控制中应用日趋广泛。本文首先介绍了电动机调速控制原理以及其数学模型。进而说明了交流电动机的矢量控制变频技术的基本思想是交流电动机的转矩控制转化为直流电动机的控制模式,从而控制交流电动机。介绍了转子磁链定向的矢量控制系统的基本结构。分析了基于模型自参考适应无转速传感控制系统和转速、磁链闭环直接矢量控制系统两种矢量控制系统。文中主要研究了三电平的SVPWM基本原理,并对三电平SVPWM算法进行了改进。将三电平逆变系统SVPWM控制算法分解成为两电平控制算法的算法进行了探讨,改进以后的算法摆脱了计算上大量的运算量。并且详细推导了该算法的计算过程和分析并分析了如何有效地控制直流侧中位点电位电压平衡,避免由于电位不平衡产生的高次谐波的破坏。在上述两种矢量控制系统下利用MATLAB进行了仿真验证了改进后的算法可行性。另外应用TMS320LF2407DSP对基于三电平逆变器的异步电动机矢量控制系统进行了数字控制的设计。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 引言
• §1-2 国内外研究概况、水平和发展趋势
• §1-3 空间电压矢量 PWM 控制技术的综述
• §1-4 研究的内容
• 第二章 交流电动机的变频调速理论
• §2-1 交流电动机变频调速控制策略
• 2-1-1 恒压频比
• 2-1-2 正弦脉宽调制（SPWM）
• 2-1-3 空间矢量脉冲调制
• §2-2 坐标变换和变换矩阵
• §2-3 dq 坐标系中的交流坐标电动机的数学模型
• §2-4 同步旋转MT 坐标系中交流电动机的数学模型
• §2-5 两相静止αβ 坐标系中交流电动机的数学模型
• §2-6 本章小结
• 第三章 交流电动机的矢量控制系统
• §3-1 矢量控制的基本思想
• §3-2 转子磁链定向的矢量控制系统的基本结构
• 3-2-1 电压模型法
• 3-2-2 电流模型法
• §3-4 交流电动机的无转速传感控制系统
• §3-5 本章小结
• 第四章 三电平电压空间矢量计算
• §4-1 两电平电压空间算法的基本原理
• §4-2 三电平电压空间矢量法
• 4-2-1 三点平逆变器的运行策略
• 4-2-2 三电平空间矢量 SVPWM 的简化算法
• §4-3 本章小结
• 第五章 基于 MATLAB/SIMULINK 的交流电动机的控制
• §5-1 SVPWM 的建立
• §5-2 基于转矩内环的转速、磁链闭环交流电动机直接矢量控制系统的仿真
• §5-3 无转速传感控制系统
• §5-4 仿真结果分析
• 第六章 DSP 数字控制系统的实现
• §6-1 TM5320LF2407 的DSP 特点
• §6-2 硬件的设计
• 6-2-1 电流检测电路的设计
• 6-2-2 基于线性光耦的电压检测电路
• 6-2-3 驱动电路的设计
• §6-3 软件设计
• §6-4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢