双馈电机直接转矩DSP控制

字数:19894,页数:56  文档编号:TX134

摘    要
感应电机的双馈调速系统具有调速性能好、低谐波污染、可靠性高及造价低廉等优点，特别适合于高电压、大功率且调速范围不大的场合，尤其适用于风机、泵类负载。直接转矩控制是80年代中后期发展起来的新型电机调速方法，是继矢量变换控制技术之后，且与之并行发展的一种新型的高性能的交流调速传动的控制技术。把直接转矩控制思想应用于双馈调速领域，有着重要的研究意义。
本文档从双馈电机基本工作原理出发，建立了感应电机的数学模型；分析双馈电机调速的特点和双馈电机的能流特点。引入直接转矩控制技术，进行坐标变换，得出双馈电机同步坐标系上的数学模型。用Matlab建立双馈电机仿真模型，对双馈电机性能进行分析。
实现了基于DSP异步交流调速实验硬件平台的搭建，该平台主要是由数字信号处理器TMS320F2812为核心的控制电路，设计了逆变驱动电路IPM和触发电路；结合DSP的特点和设计要求设计了电流检测，母线直流电压检测和转速检测电路；通信部分采用串行通信接口；并设计了复位电路，辅助电源电路和时钟电路等外部硬件设计。
在以上理论分析的基础上，使用Matlab对本文提出的双馈电机进行了仿真研究，仿真分析结果验证了所提出的方法在原理上是正确的。

关键词：双馈电机；直接转矩控制；DSP；Matlab
Abstract
The doubly fed induction machines speed adjustment system has the advantage of good speed adjusting behavior，low harmonic Pollution，high reliability and cheap productive price. Due to these characteristics，it is especially suitable for those situations with high voltage level，High Power and not large speed adjustment range，such as wind machines and pump load. Direct Torque Control (DTC) which was developed rapidly in the middle of 1980’s has been applied to many occasions up to now .It will be very important to apply the idea of DTC to the doubly fed Induction machines speed adjustment.
From the basic principle of the double-fed machine the paper analyses the character of the speed system. Analyze characters of the speed control and the energy flow of the double feedback motor. By the DCT and the coordinate transformation, we present the mathematical modle on the synchronous coordinate. Using the Matlab presents the simulation model of the double-fed machine and analyses the startup character of the double-fed machine.
The DTC experiment hardware system based on DSP is constructed, which is composed with two main parts, the controlling circuit (TMS320F2812) and the inverter circuit (IGBT)IPM driving circuit and trigger circuit. Combine DSP characters designs current detection; DC voltage detection; speed detection; design of serial communication interface and reset circuit, clock circuit, auxiliary power supply and so on.
In the basis of theoretical analysis,Matlab is used to do simulation research of the designed the doubly fed induction machines.The simulation results show that the scheme is correct principle.

Keywords: the double-fed machine;DTC;DSP;Matlab

目    录
摘    要  I
Abstract   II
第1章 概述  1
1.1双馈电机   1
1.1.2双馈电机的发展状况   1
1.1.2双馈电机的技术优势及工业应用前景  1
1.2异步电机调速系统的发展概况  2
1.2.1控制策略的发展  2
1.2.2微处理器的发展   3
第2章 双馈电机直接转矩控制  5
2.2双馈电机的工作原理及发电能量流动关系   5
2.1.1双馈电机的工作原理   5
2.2.2双馈风力发电机能量流动关系   6
2.3双馈电机直接转矩控制原理  9
2.3.1直接转矩控制原理  9
2.3.2感应电机的数学模型  10
2.3.3坐标变换原理  14
2.3.4双馈电机直接转矩控制原理   15
第3章 基于TMS320F2408的系统硬件设计   20
3.1系统的硬件结构   20
3.2 TMS320F2812的简介  21
3.2.1事件管理器模块(EV)   21
3.2.2 A/D转换模块(ADC  23
3.2.3串行接口模块(SCI&SPI 24
3.3主回路设计   24
3.4IPM模块和驱动电路   25
3.4.1IPM故障保护电路   28
3.4.2IPM电源设计   29
3.5采样电路   30
3.5.1母线电压采样电路设计   30
3.5.2电流采样电路设计  32
3.5.3转速检测   34
3.6串行通信接口   36
3.7复位电路   37
3.8 时钟电路   38
3.9DSP辅助电源设计   38
第4章 变频器的使用及Matlab仿真分析  40
4.1 变频器的使用实验   40
4.1.1MICROMASTER Vector系列变频器基本操作  41
4.1.2变频器调速  42
4.1.3 试验遇到的故障及排除方法  42
4.2双馈电机Matlab能流仿真分析  42
4.2.1双馈电机Matlab仿真模型  42
4.2.2Matlab仿真波形图  43
第5章 结论   46
参 考 文 献  47
致       谢   49

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