感应电机无速度传感器矢量控制研究

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1、浙江理工大学硕十学位论文摘要电气传动技术是推动工业自动化发展的关键技术之一，由于直流调速系统维护困难和难以实现高速驱动等缺点，高性能的交流调速系统应运而生，逐渐成为电气传动控制的主要发展方向。由于交流感应电机具有结构简单，容易维护，制造成本低，耐温，防爆等特点，因此广泛应用于纺织、冶金、化工等环境恶劣的工作场合。在交流调速系统中，常采用变压变频(WWF)控制方法，此控制策略在低速时调速精度较差，转矩的动态响应也不太好，无法满足高性能的调速要求。本文针对上述问题，从交流感应电机的机理出发，推导了感应电机在不同坐标系下的数学模型，研究了转子磁场定向矢量控制方法，设计了以DSP为核心的无

2、速度传感器矢量控制交流变频调速系统。在高性能的交流调速系统中，常常采用光电码盘来进行速度检测实现转速闭环控制，由于光电码盘的工作精度易受温度、湿度、强电磁干扰的影响，安装时存在同心度问题，而且光电码盘成本很高，本文针对这一问题查阅了大量文献，并阐述了无速度传感器矢量控制交流调速系统的发展和现状，研究了基于无功功率MRAS的速度估计方法，用MATLAB对控制算法进行了仿真实验，并对仿真结果进行了分析，在理论上验证了控制方案的正确性和可行性。本文在理论分析的基础上，选择TMS320LF0427ADSP为控制核心，以三菱公司的PS21564智能功率模块(IPM)为驱动电路核心，设计了相应

3、的硬件电路，制作了PCB板，搭建了感应电机变频调速系统，编写了系统软件，对整个系统进行了调试。而后在此平台上进行了实验，对整个调速系统的性能进行了测试，并完成了整个系统与上位机QNX系统的通信测试。实验结果表明，该系统有良好的动、静态调速性能，系统运行稳定、可靠，具有一定的推广应用价值。关键词：转子磁场定向控制，感应电机，MRAS速度估计，DSP浙江理T大学硕士学位论文AbstraetElectricdrivetechnologyisoneoftheimportanttechnologiesthatpromotethedevelopmentofindustrialautomatio

4、n．High—performanceACspeedcontrolsystemisproducedduetoDCspeedcontrolsystemhavesomedefects，forinstance，itisdifficulttomaintainandhardtorealizehigh—speeddrive．ThereforeACspeedcontrolsystemgradudlybecometobethemaindirectionofdevelopmentinelectricdrivefield．ACmotorhassomeadvantages，suchas，simplestr

5、ucture，easymaintenance，lowcost,heat-resistant,explosion-proof,SOthatitCanbeusedinharshworkplace，forexample，textileindustry,metallurgyindustry,chemicalindustry,andSOon．VariablevoltagevariablefrequencyⅣVVF)controlapproachisoftenusedinACspeedcontrolsystem，butVVVFisoflowaccuracyandpoordynamicrespo

6、nseoftorque，consequentlyVVVFcontrolschemecannotmeettherequirementsofhigh—performancespeedcontrolsystem．TherotorfluxorientationalgorithmispresentedandtheACspeedcontrolsystemisdesignedbasedonDSPinthispaper．hl硒gh—performanceACspeedcontrolsystem，photoelectricencoderisoftenusedtodeteCtmotorspeedsig

7、nal，andthenclosed—loopspeedcontrolCanbeimplemented．Theprecisionofthephotoelectricencoderissusceptibletotemperature，humidityandstrongelectromagneticinterference．Furthermore，theproblemofconcentricityexistswhenphotoelectricencoderisinstall