基于空間矢量調(diào)制的DTC交流變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研究.pdf

1、隨著交流電機(jī)進(jìn)入可調(diào)速領(lǐng)域,相繼出現(xiàn)了多種針對(duì)交流電機(jī)的控制策略。繼磁場(chǎng)定向控制之后,直接轉(zhuǎn)矩控制作為一種新的高性能調(diào)速技術(shù),以其所具有的控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)迅速、魯棒性好等優(yōu)點(diǎn),引起了學(xué)者們的極大關(guān)注。隨著研究的深入,直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)的一些缺點(diǎn)引起了學(xué)者們的注意,包括存在轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、開關(guān)頻率不固定等,因此大量的解決方案被提出。其中基于空間矢量調(diào)制的DTC策略,從根本上克服了Bang-Bang控制的缺點(diǎn),采用PI調(diào)節(jié)器或其他智能控制器

2、代替滯環(huán)調(diào)節(jié)器,并采用空間矢量調(diào)制獲得任意電壓空間矢量,一定程度上提高了直接轉(zhuǎn)矩控制的性能。
　　本文開發(fā)了一套實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并設(shè)計(jì)了系統(tǒng)硬件和交互軟件,并基于此實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了基于空間矢量調(diào)制的DTC控制算法。首先在系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，對(duì)基于空間矢量調(diào)制的DTC控制策略的理論依據(jù)進(jìn)行論述,并確定其結(jié)構(gòu)。然后根據(jù)交流變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)要求,完成了系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì),包括主電路和控制電路。針對(duì)采用分離開關(guān)器件的逆變電路體積大、電路復(fù)雜、

3、可靠性差的缺點(diǎn),采用智能功率模塊 IPM設(shè)計(jì)系統(tǒng)逆變電路,并完成其保護(hù)電路及與DSP接口的設(shè)計(jì);控制電路設(shè)計(jì)成基于TMS320F2812的運(yùn)動(dòng)控制卡,并完成了系統(tǒng)檢測(cè)、保護(hù)等電路的設(shè)計(jì)。不同于工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合,實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的軟件系統(tǒng)需要在能夠完成控制功能的基礎(chǔ)上，兼顧方便、可靠,而且要求對(duì)用戶透明,具有較好的開放性。因此本文基于Visual C++開發(fā)了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的人機(jī)交互軟件,利用其方便的應(yīng)用程序編寫功能,實(shí)現(xiàn)了電機(jī)控制策略的選擇以及相關(guān)參數(shù)修

4、改等預(yù)定功能,且實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)對(duì)系統(tǒng)相關(guān)波形的監(jiān)測(cè)。在理論分析及Matlab仿真的基礎(chǔ)上，在此交互軟件環(huán)境下完成了基于空間矢量調(diào)制的DTC算法,并對(duì)算法各部分的實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了分析。最后,在搭建好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上對(duì)基于空間矢量調(diào)制的DTC算法進(jìn)行調(diào)試,并對(duì)系統(tǒng)整體性能完成測(cè)試。進(jìn)行了測(cè)試動(dòng)態(tài)性能的空載啟動(dòng)、動(dòng)態(tài)調(diào)速、負(fù)載突變實(shí)驗(yàn),及測(cè)試靜態(tài)性能的空載運(yùn)行、帶載特性測(cè)試實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了所開發(fā)基于空間矢量調(diào)制的DTC算法具有較好的動(dòng)、靜態(tài)性能，并將