交流电机驱动控制系统研究

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1、·50·露大米II『玟不2010年增刊交流电机驱动控制系统的研究史文宏(内蒙古大唐国际锡林浩特矿业有限公司胜利东二号露天煤矿。内蒙古锡林浩特026000)摘要：根据交流电机的原理和特性，介绍了交流电机的双闭环控制系统，该系统以DSP电机专用控制芯片TMS240LF2407A作为主控制器，以模糊PID为控制策略，来实现其具体功能。关键词：交流电机；双闲环控制系统；模糊PID中图分类号．TD634．1文献标识码：A文章编号：1671—9816(2010)S1—0050—03ResearchOndrivingcontrolsy~emofACmotorsSHIW

2、en-hong(．sk，easternNO．25“咖coalmine，InnerMongoliaDatangInternationalXilinhotMiningCo．，Ltd．Xilinhot026000,Ch／na)Abstract：Based0ntheprincipleofBLDCanditscharacteristics，designeddoubleclosed—loopcontrolsystem．Toachievetheirspecificfunctions，thesystemusedDSPchip(TMS240LF2407A)asthemas

3、ter-controlunit，andusedfuzzyPIDascontrolstrategy．Keywords：ACmotors：doubleclosed-loopcontrolsystem；fuzzyPID1简介功率因数。电机定子接电网，磁通近似恒定，夹角变化在矿山的机电设备中，交流电机由于效率高、维不大，即护简单、性价比高等优点已经逐渐替代以往的直流lrCOStp,≈lr电机驱动。交流电机驱动控制技术的研究与发展已，r经成为当今电气传动领域的研究方向。交流驱动系2．1双闭环控制的原理统适宜非线性的强耦合的系统，交流驱动系统线性交流电机转速负反馈单

4、闭环控制系统可以在保控制特性的实现仍旧是研究的难题。证系统稳定的条件下实现转速无静差，但又不能完交流驱动技术的一个很好的应用对象就是矿山全按照需要来控制动态过程的电流或转矩，因而常电动自卸车。电动自卸车与其它矿山自卸车相比，具在对动态性能要求不高的场合采用。如果对系统的动有效率高、载重吨位大、高节能环保等优点，成为目态性能要求较高，单闭环控制系统就难以满足要求。前矿山的主要运输工具。早期的电动自卸车主要采为了改善交流电机控制系统的动态特性，就很有必要用直流电机驱动，80年代以来，因为电力电子技术、在转速负反馈单闭环控制系统的基础上再引入电流计算机技术及控

5、制技术的发展，交流驱动的矿山电负反馈环来控制系统动态过程的电流和转矩121。为了动自卸车已经逐渐成为矿山运输的主流。满足无超调、抗负载扰动能力强、实时性和快速响应2交流电机双闭环控制系统的实现性好的要求，系统采用转速环、电流环双闭环控制策一个好的调速系统一般由转矩内环和转速外环略。电流环的重要作用就是保证电枢电流在动态过程构成的双闭环系统实现。转矩内环可通过数学转换中不超过允许值，即电流环首先能够起到抑止超调等效为电流环。具体数学转换过程如下。的作用。对于转速环，稳态无静差是最根本的要求。Tm=CmmlfCOS9r(1)转速闭环控制。本文的研究对象为三相

6、交流式中：cm一转矩常数；一磁通；COS一转子电机，其中转速环采用PI调节控制(图1)，简单可靠，其输出限幅用来限制最大转矩和最大电流。转速收稿日期：2O1O_J01-07作者简介：史文宏(1976一)，男，内蒙古察右前旗人，工程反馈信号可以直接采用附加反相电压来实现。师。1999年毕业于太原理工大学，现任内蒙古大唐国际锡林(2)电流环控制。电流环采用boost斩波电流控浩特矿业有限公司安全高级主管。制，原理图如图2所示。露天采矿技术2010年增刊·51·转速外环和电流内环二者共同构成串级控制系L统，通过PWM脉宽控制器，产生方波脉冲控制信号，经三相逆变

7、器驱动电路，实现对电机的控制。这样系统不仅能控制转速，而且能控制电流，充分利用电机的过载能力，获得较快的动态响应。双闭环系cs统在突加给定信号的过渡过程中表现为恒值电流调一一一一一节系统，在稳定和接近稳定运行中表现为无静差调，珊()图1转速闭环控制系统速系统，发挥了转速和电流两个控制器的作用，获得L，珊了良好的静、动态品质。2．2控制策略的实现电机是一个非线性、强耦合的系统，使用常规的PID算法难免出现超调量大、响应时间长。而模糊PID控制器具有快速响应和超调小等优点，且具有很强的鲁棒性，对直流无刷电机进行控制，可获得良图2boost斩波电流控制原理图好

8、的控制效果。根据双闭环调速系统的基本要求，做出如图32．3控制系统硬件电路的实现