在交流调速领域中,应用最广的是变频调速技术。直接转矩控制技术是继矢量控制技术之后交流调速领域中新兴的控制技术,它采用空间矢量分析的方法,直接在定子坐标系下计算并控制交流电动机的转矩和磁链,采用定子磁场定向,借助于离散的两点式控制产生脉宽信号,直接对逆变器的开关状态进行最佳控制,以获得转矩的高动态性能。它省去了复杂的矢量变换与电动机数学模型的简化处理,具有动态反应迅速,结构简单,易于实现等优点。 本论文结合国内在直接转矩控制系统领域理论研究多、系统实现少的发展现状,将侧重点放在系统的基本实现上,开发设计出一套能够实现直接转矩控制理论的完整的软硬件系统。 本课题的研究是从异步电动机的数学模型出发,根据变频调速的原理以及传统直接转矩的控制原理,对于近似圆形磁链的直接转矩理论进行了实验分析,利用了电压矢量查表的方法,通过实时判断磁链的区间和幅值以及转矩的大小,继而从表格中选择合适的电压矢量。 在本控制系统的具体实现上,由于直接转矩控制对实时性要求很高,因此在硬件方面,本课题采用了目前比较流行的数字信号处理器(DSP)作为本实验的控制器,其处理速度高的特点正好符合本实验的需要;在主电路中,本系统使用了集成度高的功率器件:智能功率模块(IPM),作为逆变环节,其集成了七个IGBT,实现了高开关频率逆变以及故障诊断的功能,从而使控制系统的体积大大缩小、控制更加灵活。系统的软件采用汇编语言在CCS环境下实现。
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