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基于DSP的交流异步电机调速控制器的研究

黄运  
【摘要】:随着半导体业的快速发展,特别是数字信号处理器的出现,以及精确的异步电机模型和各种先进的控制策略的提出,很大的促进了电机控制的发展,使得精度高、调速范围宽、控制性能好的电机控制器的实现成为可能。 矢量控制作为一种先进的控制策略,是在电机统一理论、机电能量转换和坐标变换理论的基础上发展起来的,具有先进性、新颖性和实用性的特点。其思想就是将异步电动机的模型通过坐标变化,使之变成直流电动机模型,将定子电流矢量分解为按转子磁场定向的两个直流分量并分别加以控制,从而实现磁通和转矩的解耦控制,以期达到直流电机的控制效果。 本课题主要以TI公司的TMS320LF2407A型DSP为控制核心,并在此基础上进行数字化PWM交流变频调速系统的研究。阐述了正弦脉宽调制(SPWM)控制技术、电压空间矢量(SVPWM)控制技术,并实现对异步电机的控制,提高了能量的利用效率,通过实验证明了其正确性及有效性。 在硬件方面,以TMS320LF2407A型DSP为控制器,设计数字接口完成频率给定、数据显示,通讯等功能;模拟接口完成电流、电压检测及保护等功能。主电路采用交—直—交电压源型变频器。 在软件方面,用TMS320LF2407A汇编语言编制程序实现正弦脉宽调制、电压空间矢量脉宽调制从而达到对异步电机变频调速的目的。 实验证明本文提出的基于DSP的交流变频调速器的软硬件设计是成功的,其结构简单,性能良好,运行稳定,抗干扰能力强,电机运行噪音小,不失为一套具有先进型、新颖性、实用性的控制系统,为今后开发高性能的矢量控制系统奠定了良好的基础。


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