异步电机无速度传感器矢量控制系统研究

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随着电力电子技术的进步,计算机技术的飞速发展,以此为基础的交流电机调速技术也取得了长足的进步。矢量控制技术在速度控制和转矩控制方面使得交流调速系统可与直流调统相媲美,而无速度传感器控制技术由于可以省去传感器,使相应的交流系统变得简便、可靠,所以成为近年来的研究热点。 以异步电动机驱动系统为研究对象,使用矢量控制作为系统的控制方式,模型参考自适应算法作为控制算法,以TMS320F2407DSP为控制核心,在不使用速度传感器的条件下,设计了整个异步电动机的控制系统。论文分析了矢量控制和电压空间矢量脉宽调制原理与实现方法。论文中分析了异步电机在三相静止坐标系、两相静止与旋转坐标系下的电机基本数学模型和控制基本方程,在进行相应的坐标变换以后,得到了基于转子磁定向的同步旋转坐标系下的控制方程式;分析了电压空间矢量脉宽调制的基本原理、控制算法以及DSP的实现方法,最后得到异步电机的矢量控制系统图。 在系统结构图的基础上完成模块化的硬件设计。以TMS320F2407为控制核心,采用IGBT作为功率主回路,通过电流和转速检测电路构成闭环控制系统,并完成矢量控制系统软件的设计。最后在Matlab/Simulink仿真平台上,建立各控制系统仿真模块,并结合矢量控制基本原理组成仿真模型进行了仿真,从仿真结果可以看出,异步电机的电流与速度都具有较好的动态和静态性能,可以满足电机稳定运行的要求。 利用DSP芯片的高速运算能力,使得交流异步电机的全数字化无速度传感器矢量控制得以实现,在论文最后给出了实验研究结果,该结果证明了该控制系统具有良好的动静态性能。
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