双馈电动机矢量控制研究

【摘要】： 1)本文首先介绍了双馈电机的基本工作原理，着重介绍了调速原理：通过改变转子电源频率来实现控制电机。 2)双馈电机的数学模型是一个高阶、耦合、非线性的6阶方程。由于双馈电机数学模型复杂，人们寻求适合双馈电机的控制方法。引入矢量控制后，对电机的电压方程，电磁转距方程进行矢量变换，得到了双馈电机的数学模型。运用以定子磁场定向的矢量控制，进一步简化了双馈电机的数学模型，使电机的定子磁链与定子电流垂直，达到励磁电流分量和转距电流分量的完全分开。设计了一种高抗扰性能的磁链观测器。采用这种磁链观测器，可以方便地实现定子磁链定向控制，是矢量变换控制系统中理想的一个电压模型。确定矢量控制方案后，建立基于定子磁场定向矢量控制的框图。 3)分析设计了一套交-直-交变频双馈电机矢量控制数模混合系统。该系统采用三相全控桥的主电路形式，逆变器采用IPM-IGBT来实现，控制电路采用TMS320LF2407 DSP控制器芯片为主控制器，DSP TMS320LF2407主要完成数据采集、速度检测、矢量控制以及故障保护等工作。光电编码盘信号经TMS320F240的捕捉口进入DSP，经处理后得到实际速度的数字量；系统采用霍尔元件检测电机定子电流信号，并经适当变换后送入TMS320F240的A／D口进行转换，得到实际电流的数字量。TMS320F240的CPU根据这些数字量及己给出的控制量，经矢量控制算法，最后送出电流(电压)给定值，经TMS320F240适当处理获得相应的PWM信号以控制主回路功率器件的通断。实现了定子磁链定向矢量变换控制主要功能的数字化。