论文部分内容阅读
中国系稀土大国,永磁电机具有得天独厚的优势。永磁电机性能优势显著,但传统电机控制系统,长期处于西方把控。因此,本文从外转子永磁电机入手,研究其集成控制系统,有助于中国成为制造强国的实现意义重大。本文以省攻关课题(2015031008-2)为基础,设计一种外转子永磁电机控制系统,并对外转子永磁电机电磁场分布分析,建立其模型,分析外转子永磁电机的瞬态和静态性能,使用MATLAB建立其直接转矩控制策略模型,采用一种模糊SVPWM-DTC控制策略同时进行了仿真验证;并制作外转子永磁电机驱动板,利用DSP浮点电机控制芯片TMS320F28335作为核心控制器完成了硬件平台的研制并根据硬件电路在CCS集成编译环境下编写相关控制软件。首先,构建外转子永磁电机的物理模型,采用Ansoft/RMxprt软件,对外转子永磁电机物理结构参数考证与性能分析。完成对外转子永磁电机的二维电磁场进行了仿真分析,分析结果表明性能合理。其次,为了构建外转子永磁电机的数学模型,综合对比常用三种坐标系,选取了dq轴系,并引入永磁同步电机直接转矩控制原理和系统构造以及几个重要构成部分。验证了数学模型的合理性,为控制策略提供理论支撑。再次,基于上述模型研究了一种基于转速模糊PID和SVPWM-DTC系统,建立模糊SVPWM-DTC系统模型与传统DTC系统模型,并且对仿真结果对照分析。仿真结果表明,模糊SVPWM-DTC外转子永磁电机系统控制算法抑制电磁转矩和定子磁链脉动效果良好,达到了期望效果。最后,研制以TMS320F28335为核心的外转子永磁电机控制系统,并且使用DSP28335内置模块,用IR2136功率驱动芯片设计了功率逆变模块并设计外围电路,制作PCB板,焊接完成功率逆变模块。并设置光耦隔离电路,提升抗干扰能力,结合硬件电路在CCS环境下编写控制系统软件程序,完成触发模块占空比设计。