基于空间矢量DSP变频控制报告

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1、JIANGSUUNIVERSITY基于空间矢量的DSP变频控制学院名称：电气信息工程学院专业班级：电气1004学号：3100501091姓名：贾斌彬2013/11/4一、摘要：随着电力电子技术和微控制技术的迅猛发展而成熟起来的直流无刷电机具有体积小、重量轻、效率高、噪音低、容量大且可靠性高的特点，从而使其极有希望代替传统的直流电机成为电机驱动系统的主流。本文在对无刷直流电动机调速系统的发展及应用综述的基础上，介绍了采用DSP芯片对无刷直流电动机进行换向与转速控制的微机控制系统。文中阐述了该系统的基本结构、工作原理、运行特性及其设计方法。文中还对硬件各种功

2、能的控制原理和电路设计以及各软件模块进行了详细的分析。最后给出了样机运行的实验结果。Withthedevelopmentofthepowerelectronicsandmicro—controltechnique，permanent—magnetbrushlessDCmotorpossessessmallvolume，lightweight，highefficiency，lownoise，bigcapabilityandreliability，SOitishopefultobecomemainmotorindrivesystem．Onthebasisof

3、thesummaryforthedevelopmentandapplicationofpermanentmagnetbrushlessDCmotorspeed-variablesystem,thisthesisintroducesacontrolsystem,whichusesDSPtocontrolthecommutationandspeedofBLDCM.Thebasicstructure,operationalprincipleanddesignmethodofthissystemaresetforthinthisthesis.Thethought

4、ofhardwaredesignandsoftwareprogrammingisintroducedaswell.Atlast,theexperimentalresultsarepresented.二、关键词：无刷直流电动机(BLDCM)；DSP控制系统；脉宽调制;PID控制;BrushlessDCMotor(BLDCM);DSP;Pulse-widthModulation;PIDcontrol;三、概述：近二十多年来，电力电子技术、计算机技术、控制理论以及新材料技术都得到迅速的发展，推动着电机控制技术的迅速发展。采用稀土永磁材料的直流无刷电机不仅具有可

5、靠性高、维修方便、结构简单、特性好、易散热、转速不受机械换向限制、噪声小，而且具有磁能积高、矫顽力高、剩磁大等优点。直流电动机具有线性机械特性、调速范围广、调速效率高、启动转矩大、控制电路简单和效率高等诸多优点，因而直流无刷电机的应用范围不再局限于传统的工业领域，在当令国民经济的各个领域得到了广泛的应用。当前的无刷直流电动机是电机理论、电力电子、微电子技术、现代控制理论以及高性能永磁材料相互结合，集软硬件于一体的机电一体化产品。本次试验利用 DSP实现对无刷直流同步电动机的速度控制，对电机电流的检测，以及电机位置和速度的检测，进行电流和速度的调节，从而进

6、行对无刷直流电机的控制。四、无刷直流电机结构组成及工作原理：无刷直流电动机主要由电动机本体（定子、转子）、位置传感器、控制器和电子开关电路四部分组成。电动机本体主要包括定子和转子两部分，定予绕组分为 A、B、C三相，每相相位相差 120。，采用星形连接，三相绕组分别与电子开关线路中相应的功率开关器件连接；转子由 N、S两极组成，极对数为 1。图1无刷直流电动机的结构原理图图中的电动机本体为三相两极，三相定子绕组分别与电子开关线路中相应的功率开关器件联接，在图1中A相、B相、C相绕组分别与功率开关管V1、V2、V3相接。位置传感器的跟踪转子与电动机转轴相联

7、接。定子绕组的某一相通电时，该电流与转子永久磁钢的磁极所产生的磁场相互作用而产生转矩，驱动转子旋转，再由位置传感器将转子磁钢位置变换成电信号，作为控制器的输入，最后由控制器去控制电子开关线路，从而使定子各相绕组按一定次序导通，定子相电流随转子位置的变化而按一定的次序换相。无刷直流电动机系统整体结构框图系统控制原理：先通过霍尔位置传感器信息计算出电机运行中的实时转速，然后将实时电机转速和给定的参考速度之间的偏差经积分分离PID调节后，输出电流参考值。其次，将电流参考值与电机实际电流进行比较，得到的偏差值输入电流控制器进行电流PI调节，调节后的控制量用于改变

8、PWM的占空比。最后，输出的PWM占空比经过电压逆变后输入电机，实现电机的速度和