矩阵式变换器的异步电机矢量控制

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摘要：为了提高交流调速系统的运行性能并满足节能的要求，提出了一种适用于矩阵式变换器驱动异步电动机调速系统的组合控制策略，同时实现了矩阵式变换器的空间矢量调制和异步电动机的直接磁场定向矢量控制。该控制策略将矩阵式变换器的优点和矢量控制的优点结合起来，实现了异步电动机的高性能控制。仿真结果表明：使用该控制策略的调速系统在加减速运行和负载转矩变化等场合均具有良好的动态性能；四象限运行结果证明了该系统可将能量回馈至电网，实现了节能的目的。稳态运行实验结果验证了上述控制方法的可行性和有效性。 55429

毕业论文关键词：异步电动机，矩阵式变换器，空间矢量调制，矢量控制

Abstract：In order to improve the operating performance AC drive system and meet the energy requirements, we propose a suitable combination of matrix converter driven asynchronous motor speed control system control strategy, while achieving a matrix converter space vector modulation and asynchronous motors direct field oriented vector control. The advantage of the control strategy of the advantages of matrix converter and vector control combine to achieve a high-performance control of induction motor. Simulation results show that: the use of the control strategy in acceleration and deceleration speed control system operation and load torque changes and so have good dynamic performance; four-quadrant operation results show that the system can be fed back into the energy grid to achieve the purpose of energy saving . Steady-state operation Experimental results demonstrate the feasibility and effectiveness of the control method.

Keywords: induction motor, matrix converter, space vector modulation, vector control

1 前言 5

2 矩阵式变换器 6

2.1矩阵式变换器国内外发展情况及方向 6

2.1.1矩阵变换器国外的研究发展 6

2.1.2矩阵式变换器国内的研究发展 7

2.1.3矩阵式变换器的发展方向 8

2.2矩阵式变换器的控制策略 9

3 基于矩阵变换器的异步电动机矢量控制系统基本原理 10

3.1异步电动机矢量控制基本原理 10

3.1.1矢量变换的原理及实现方法 11

4 基于矩阵变换器的异步电动机矢量控制数字系统的软件设计 12

4.1 TMS320F2812芯片概况 13

4.2基于DSP矢量控制系统基本组成 13

4.3基于矩阵变换器的异步电动机矢量控制系统DSP软件设计 13

4.3.1采样电流及参数的规格化 14

4.3.2 坐标变换 15

4.3.3 sinθ和cosθ的计算 15

4.3.4 转子磁链位置的计算 15

4.3.5 增量式编码器速度检测 17

结论 19

参考文献 20

致谢 21

1 前言

七十年代初，德国学者F . Blasschke等人通过直流电动机与交流电动机比较的方法，首先提出了异步电机磁场定向控制理论，即矢量控制理论[1]。它模仿直流电动机的控制，以转子磁场定向，用矢量变换的方法，实现对交流电动机的转速和磁链控制的完全解祸，使人们看到，交流电动机尽管控制复杂，但同样可以实现转矩、磁场独立控制的内在本质。矢量控制技术开创了交流电动机等效直流电动机控制的先河，对交流调速系统来说有着划时代的意义。矢量控制理论的提出和成功应用，为交流传动控制奠定了坚实的理论基础，也激发了人们研究高性能交流调速系统的兴趣和热情。