基于空間矢量調制的DTC交流變頻調速實驗平臺研究.pdf

1、隨著交流電機進入可調速領域,相繼出現了多種針對交流電機的控制策略。繼磁場定向控制之后,直接轉矩控制作為一種新的高性能調速技術,以其所具有的控制結構簡單、響應迅速、魯棒性好等優(yōu)點,引起了學者們的極大關注。隨著研究的深入,直接轉矩控制(DTC)的一些缺點引起了學者們的注意,包括存在轉矩脈動、開關頻率不固定等,因此大量的解決方案被提出。其中基于空間矢量調制的DTC策略,從根本上克服了Bang-Bang控制的缺點,采用PI調節(jié)器或其他智能控制器

2、代替滯環(huán)調節(jié)器,并采用空間矢量調制獲得任意電壓空間矢量,一定程度上提高了直接轉矩控制的性能。
　　本文開發(fā)了一套實驗平臺,并設計了系統硬件和交互軟件,并基于此實驗平臺實現了基于空間矢量調制的DTC控制算法。首先在系統數學模型的基礎上，對基于空間矢量調制的DTC控制策略的理論依據進行論述,并確定其結構。然后根據交流變頻調速實驗平臺的設計要求,完成了系統硬件的設計,包括主電路和控制電路。針對采用分離開關器件的逆變電路體積大、電路復雜、

3、可靠性差的缺點,采用智能功率模塊 IPM設計系統逆變電路,并完成其保護電路及與DSP接口的設計;控制電路設計成基于TMS320F2812的運動控制卡,并完成了系統檢測、保護等電路的設計。不同于工業(yè)應用場合,實驗平臺的軟件系統需要在能夠完成控制功能的基礎上，兼顧方便、可靠,而且要求對用戶透明,具有較好的開放性。因此本文基于Visual C++開發(fā)了實驗平臺的人機交互軟件,利用其方便的應用程序編寫功能,實現了電機控制策略的選擇以及相關參數修

4、改等預定功能,且實現了系統運行時對系統相關波形的監(jiān)測。在理論分析及Matlab仿真的基礎上，在此交互軟件環(huán)境下完成了基于空間矢量調制的DTC算法,并對算法各部分的實現方法進行了分析。最后,在搭建好的實驗平臺上對基于空間矢量調制的DTC算法進行調試,并對系統整體性能完成測試。進行了測試動態(tài)性能的空載啟動、動態(tài)調速、負載突變實驗,及測試靜態(tài)性能的空載運行、帶載特性測試實驗,驗證了所開發(fā)基于空間矢量調制的DTC算法具有較好的動、靜態(tài)性能，并將