基于DSP的直接转矩控制系统的研究

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在交流调速领域中,应用最广的是变频调速技术。直接转矩控制技术是继矢量控制技术之后交流调速领域中新兴的控制技术,它采用空间矢量分析的方法,直接在定子坐标系下计算并控制交流电动机的磁链和转矩,采用定子磁场定向,借助于离散的两点式控制产生脉宽信号,直接对逆变器的开关状态进行最佳控制,以获得转矩的高动态性能。它省去了复杂的矢量变换与电动机数学模型的简化处理,具有动态反映迅速,结构简单,易于实现等优点,但目前直接转矩控制系统的低速性能还不太令人满意,有待改善。 本文首先对传统的直接转矩产生的转矩脉动、低速时磁链观测不准确对直接转矩控制系统的性能影响进行了详细分析,文中采用转矩预测控制,并研究了一种在低速下基于定子磁链的低通滤波器设计,给出了原理图和实现方法。论文利用Matlab/Simulink工具箱中的电力系统模块建立了直接转矩控制系统的仿真模型,比较了传统的直接转矩控制系统和本文提出的改进的定子磁链观测系统在低速阶段的仿真结果。仿真结果表明低速性能得到了提高。 本文使用数字信号处理器作为微处理器,开发出异步电动机的直接转矩控制系统,系统采用电动机专用DSP芯片 TMS320LF2407A,该芯片集成了许多电动机控制所需的功能模块,减少了外围电路设计工作,功率器件采用目前最先进的的智能功率驱动模块IPM,其内置的保护电路大大提高了系统的可靠性,DSP和IPM的采用,实现了先进理论与先进器件的融合。软件部分采用C语言编写,并给出了软件流程图。
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