论文部分内容阅读
本文设计了一款基于直接转矩控制的大功率定扭矩电动扳手驱动器,希望能够在单相工频交流电输入的情况下,利用直接转矩控制算法,使得三相电动扳手按照设定速度稳定输出扭矩,限制最大转矩,防止对操作器件过扭矩损伤。该电动板手驱动器具有过流过压保护功能,能防止电动扳手运行中电流电压冲击,保护驱动器自身安全。本文对电动扳手驱动器做了深入的研究,从事了下面几项工作：(1)分别在ABC静止坐标系和αβ静止坐标系下建立电动扳手的数学模型,利用电动扳手在αβ静止坐标系下电压方程、磁链方程、运动方程阐述了直接转矩控制的原理。利用空载和堵转试验,测定了电动扳手相关参数,在simulink平台下,搭建了基于直接转矩控制算法的电动扳手驱动器仿真模型,并且对速度PID调节器参数进行整定,对电动扳手从启动到稳定过程的每个环节进行了分析,在仿真平台说明了该算法应用在电动扳手驱动的可行性。(2)根据电动扳手控制驱动系统的硬件要求,设计了整流电路、逆变电路、电流电压检测电路、过流过压保护电路、IGBT驱动电路等并且对每个电路进行了检测实验。对电动扳手控制驱动器的软件进行设计和编写,在VC6.0环境下编译通过了中断服务子程序,并与仿真结果进行了比对,验证了该程序对已知磁链和转矩状态的控制能力。(3)利用数组法使得驱动系统输出75Hz交流电,在WH-30测功机上进行了重载实验,验证了动力系统硬件的可靠性。将仿真模型下系统稳定运行时磁链转状态和转矩状态存储的到DSP,使得系统按照预存的电动扳手状态不断输出PWM控制矢量,验证了系统对电机当前状态的处理能力。(4)最后对电动扳手驱动系统进行闭环调试,发现了系统磁链检测方面存在的软硬件问题。通过上述工作,验证了直接转矩控制方法应用到电动扳手驱动器的可行性,验证了传统u-i磁链观测器的不足,为今后这方面的研究工作提供一定的借鉴。