离心机是一种借助高速旋转来分离或者提纯某种物质的设备,离心机转速的发展直接影响着生物医学等高科技的发展。在离心机驱动电机方面,离心机经历了直流电机辉煌,然而在高速方面直流电机的碳刷问题也就成了离心机发展的瓶颈。随着交流调速理论的发展,异步电动机在离心机领域获得广泛的应用。目前在离心机行业,异步电动机的控制器普遍采用通用型变频器,其优点是通用性好,但参数较多,价格较贵,直流母线的电压利用率低。本文研究的目的是为了降低成本、增强控制性能,同时增强直流母线的电压利用率,开发出具有较高性能离心机专用的控制器。因此无论是性能提升方面还是节能方面都是具有研究意义的。论文首先介绍了离心机的发展现状、动态及趋势,确定采用异步电动机作为离心机的驱动动力,同时采用具有较高利用率的直接转矩控制与矢量控制相结合的方法作为开发控制器的技术手段。紧接着介绍了直接转矩控制及矢量控制的一些基本概念和传统模型,通过对传统模型的分析在第三章中提出了研究和改进方案,主要包括几个方面,针对低速脉动问题提出了矢量控制结合直接转矩控制的方案。同时为了改善高速脉动问题,在速度环上采用模糊自适应PI控制器代替传统的PI控制器,在电压开关矢量决策方面采用模糊控制代替传统的两点式控制的策略,通过引入模糊控制能够有效的减小电机脉动。针对矢量控制过渡直接转矩控制时的磁链及转矩问题进行了分析并提出解决方案。然后对控制器进行了硬件设计,主要包括主电路、电流电压检测电路、转速测量电路等。最后对改进的控制器模型进行仿真及结果分析,进一步验证了控制策略的可行性。文章最后对全文进行了总结分析,并对直接转矩控制在离心机中的应用进行了展望。