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毕业设计 数字化感应电动机DTC调速系统设计(附开题报告,正文共54页,18753字)
目 录
中文摘要………………………………………………………………I
ABSTRACT ……………………………………………………………II
第一章 引言…………………………………………………………1
第二章 直接转矩控制的基本概念…………………………………4
2.1 异步电动机数学模型的基本方程 …………………………4
2.2 逆变器的8种开关状态和电压状态 ………………………7
2.3 电压空间矢量的概念 ……………………………………11
2.4 电压空间矢量对定子磁链的影响…………………………13
2.5 电压空间矢量对电机转矩的影响 …………………… 15
2.6 电压空间矢量的正确选择 …………………………… 16
第三章 直接转矩控制系统的构成…………………………………20
3.1 定子圆形旋转磁场的建立…………………………………20
3.2 磁链调节……………………………………………………21
3.2.1 磁链幅值结构单元……………………………………22
3.2.2 磁链调节器……………………………………………24
3.3 转矩调节 …………………………………………………27
3.3.1 转矩调节器……………………………………………27
3.3.2 P/N调节器……………………………………………30
3.4 定子磁链空间位置的判定 ……………………………32
3.5 逆变器输出开关状态选择 ……………………………32
3.6 逆变器的数学模型 ……………………………………33
第四章 系统硬件的组成 …………………………………………36
4.1 电流检测 ………………………………………………… 36
4.2 驱动电路EXB841 ……………………………………… 37
4.3 电压检测 ………………………………………………40
4.4 磁场平衡式霍尔电流传感器……………………………41
第五章 结论………………………………………………………44
致谢…………………………………………………………………45
参考文献 …………………………………………………………46
中文摘要
直接转矩控制是一种新型的控制策略，较矢量控制具有更大的优点。矢量控制其基本思想是把交流电动机模拟成直流电动机进行控制。它是以转子磁场定向，采用矢量变换的方法实现交流电动机的转速和磁链控制的完全解耦。实际上，由于转子磁链难以准确观测，系统特性受电动机参数的影响比较大，而且矢量变换比较复杂，存在着某些理论与实践不符的情形。直接转矩控制技术(简称DTC )直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，采用定子磁场定向而无需解耦电流，直接控制电动机的磁链和转矩，着眼于转矩的快速响应，以获得高效的控制性能。这种控制技术与矢量控制技术相比，对电动机参数不敏感，不受转子参数的影响，简单易行，在很大程度上克服了矢量控制技术的缺点 。
异步电动机直接转矩控制系统的实现是采用电压型逆变器向异步电动机供电，利用逆变器的开关特点，通过不断切换电压状态，即不断切换电压空间矢量，使定子磁链轨迹逼近圆形，并通过零电压矢量的穿插调节来改变转差频率，以控制电动机的转矩及其变化率从而使异步电动机的磁链和转矩同时按要求快速变化。本文中采用圆形磁链轨迹、磁链闭环控制、转矩和磁链滞环控制、速度闭环控制的异步电动机直接转矩系统方案。
硬件采用IPM（智能功率模块）作为电动机的驱动电源。控制系统利用转矩和磁链调节器的开关信号以及空间电压矢量的位置信号通过查最优开关模式表得到当前所需要的空间电压矢量。速度检测环节采用测速发电机。电流检测采用线性度好、灵敏度高的霍尔传感器。定子电压的获取通过模拟的逆变器模型使得问题更加简单明了。本系统具有控制策略先进，系统响应速度快，结构紧凑，稳定性高等特点。
关键词：直接转矩控制 定子磁链 磁链调节 转矩调节 异步电动机