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变频系统

  • 基于DSP和FPGA的异步电机矢量控制系统的研究.rar

    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。它是以交流电动机的双轴理论为依据,将定子电流矢量分解为按转子磁场定向的两个直流分量:一个分量与转子磁链矢量重合,称为励磁电流分量;另一个分量与转子磁链矢量垂直,称为转矩电流分量。通过控制定子电流矢量在旋转坐标系的位置及大小,即可控制励磁电流分量和转矩电流分量的大小,实现像直流电动机那样对磁场和转矩的解耦控制。本文研究的是以TMS320LF2407ADSP和FPGA为控制核心的矢量控制变频调速系统。 分析了脉宽调制和矢量控制的原理与实现方法,从而建立了异步电动机的数学模型。对于矢量控制,分析了矢量控制的基本原理和控制算法,推导了三相坐标系、两相静止与旋转坐标系下的电机基本方程和矢量控制基本公式。同时在进行相应的坐标变换以后,得到了间接磁场定向型变频调速系统的矢量控制图,并结合TMS320LF2407ADSP完成了具体的实现方法,根据矢量控制的基本原理,设计了一种基于DSP和FPGA的SVPWM冗余系统。 在硬件方面,以TMS320LF2407ADSP和EP1C12Q240FPGA为控制器,两者之间通过双口RAMIDT7130完成数据的交换,并能在一方失控时另一方立即产生SVPWM波形。同时完成无线遥控、速度给定、数据显示以及电流、速度检测和保护等功能,也对变频调速系统的主电路、电源电路、FPGA配置电路、无线遥控电路、LCD显示电路、保护电路、电流和转速检测电路作了简单的介绍。在软件方面,给出了基于DSP的矢量控制系统软件流程图,并用C语言进行了编程。用硬件描述语言Verilog对FPGA进行了编程,并给出了相关的仿真波形。MATLAB仿真结果表明,本文研究的调速系统的矢量控制算法是成功的,并实现了对电机的高性能控制。

    标签: FPGA DSP 异步电机

    上传时间: 2013-07-09

    上传用户:jogger_ding

  • 高压变频电机控制电路.rar

    交流电机,特别是异步笼型电机,因具有结构简单,坚固耐用,价格便宜等特点而得到广泛应用。经过一个多世纪的发展,其调速方法同趋成熟,而交流调速的最理想方法还是变频调速。随着工业需求的快速增长,高压大功率成为发展的必然趋势,但是在中高压大功率调速领域,大都采用电动机定速运行。 直到20世界末采用全控型电力电子器件的高压大功率交流变频调速产品诞生,大功率传动领域巨大节能需求得到释放。多电平功率变换技术可以使耐压值较低的全控型电力电子器件可靠应用于高压大功率领域,并有效减少PWM控制产生的高次谐波。当前,级联式多电平功率变换电路在高压电机调速和电力系统无功补偿领域已获得实际应用。 本课题以10kV,250kW高压变频器为背景,主要研究级联式多电平高压变频器在异步电机控制领域的应用。在对高压变频器工作原理与结构设计研究的同时,对主电路进行谐波改善分析。高压变频器很难做成通用变频器,所以最好设计与之相适应的高压变频电机。通过对这种新型电机设计的研究,更好地发挥了变频调速技术的优势。在本课题中,还采用了MATLAB7.0/Simulink6.0仿真软件,对功率单元移相多重化进行了仿真,为进一步的研究做准备。 依照本课题的研究,最终目的是为高压变频器在异步电机控制领域的应用作结构优化,器件搭配的指导,并在运行过程中通过调试和仿真提供不断改善的最佳方案。

    标签: 高压变频 电机控制 电路

    上传时间: 2013-05-17

    上传用户:WMC_geophy

  • 离心机用异步电动机直接转矩控制系统.rar

    目前离心机的变频控制,采用的多是通用变频器,没有自主开发的离心机专用的交流调速控制器。同时,在控制方法上采用的主要还是V/F控制以及矢量控制,而效率更高,性能更好的直接转矩控制方法则还没有得到广泛的应用。直接转矩控制技术,用空间矢量的分析方法,直接在定子坐标系下计算与控制交流电动机的转矩,采用定子磁场定向,借助于离散的两点式调节(Bang-Bang控制)产生PWM信号,直接对逆变器的开关状态进行最佳控制,获得转矩的高动态性能。直接转矩控制,控制结构简单、控制手段直接、信号处理的物理概念明确、转矩响应迅速,限制在一拍内,是一种具有高动态响应的交流调速系统。本文通过对直接转矩控制系统原理的分析、软硬件的设计制作、系统的调试试验,得到以下结论: ⑴直接转矩控制系统,控制手段直接、信号处理的物理概念明确、转矩动态响应迅速; ⑵直接转矩控制系统中,低速阶段转矩脉动明显,通过采用异步电动机适应全速的U-I模型,以及扇区细化等,可以有效减小转矩脉动;由于转矩和磁链采用离散的两点式调节,即使在高速运行阶段转矩也有轻微的脉动,通过细分磁链扇区,采用空间矢量脉宽调制技术可以有效减小脉动,提高系统控制性能; ⑶直接转矩控制系统中,检测环节及其重要,特别是电压、电流的检测。无论采用哪种电机模型,电压和电流都是最主要的参数,准确的电压、电流检测能够增加电机模型的正确性,为控制提供基本的保障; ⑷直接转矩控制系统中,对电机参数的要求简单,只需要知道电动机定子电阻,因此直接转矩控制系统的鲁棒性强,易于移植。

    标签: 离心机 异步电动机 直接转矩

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:weddps

  • 基于直接转矩控制的专用变频器的研究.rar

    直接转矩控制技术(DTC)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异步电机的转矩和磁链,采用定子磁场定向,直接对逆变器的开关状态进行最佳控制,从而能够快速而准确地控制异步电动机的转矩和磁链,以获得转矩的高动态性能。目前在高速离心机行业,普遍采用通用型变频器,其通用性好,但参数较多,价格较贵,为了降低成本增强控制性能,本文利用直接转矩控制技术的优点,采用直接转矩控制策略设计并制作了针对高速离心机的专用变频器。 本文介绍了异步电动机和逆变器的基本数学模型,分析了异步电机直接转矩控制的基本原理,以及直接转矩控制系统的基本组成,对直接转矩控制系统进行了仿真研究,建立了基于MATLAB/Simulink的仿真系统,介绍了仿真模型的各组成部分,包括3/2变换、定子磁链、电机转矩观测模型、转矩调节器、磁链调节器、扇区判断、开关表选择等,给出了系统加减负载和加减转速仿真结果,仿真结果表明了其磁链轨迹近似为圆形,系统具有良好的动态和稳态性能,同时证明了建立的转矩和磁链观测模型以及控制算法的正确性和可行性。根据仿真实现方法以及结果的指导,设计并制作了整个系统的硬件电路,包括主电路(单相整流、滤波、制动电路、启动限流电路、逆变电路)、控制电路(DSP、驱动隔离放大、采样)并对各器件进行选型,给出了硬件各部分电路图;最后介绍了系统的软件流程以及各模块的程序实现,系统的软件部分采用C语言进行编程,实现了定子相电流的采样、定子相电压的计算、定子磁链的计算和开关信号的输出等功能。在分别对硬件和软件各部分进行调试后,进行了系统的联合调试,以TMS320F2808作为控制器,在一台功率为1.5KW的交流异步电机上实现了直接转矩控制。

    标签: 直接转矩控制 变频器

    上传时间: 2013-05-31

    上传用户:y307115118

  • 基于模糊控制的SVPWM技术在空调压缩机变频调速中的应用.rar

    空调压缩机是空调器的核心部件。传统定速空调器中压缩机多采用单相异步电动机,对电机采用简单的开关式控制,电能损耗、室温波动及噪音都很大,压缩机容易受冲击损坏。随着人们生活水平的提高及能源短缺问题的出现,将变频调速技术应用于空调器中,将变频压缩机取代传统定频定速压缩机,对其进行变频调速将使压缩机减少开停次数,降低室温波动,提高舒适度,获得了更好的空气调节效果和实现节能降耗的要求。 空调系统是一个典型的多输入多输出、具有大滞后特性的菲线性系统。要对空调压缩机进行变频调速,需要根据房间温度的变化得出压缩机的频率值。由于空调系统精确的数学模型难以取得,且时间常数较大,传统的PID调整不仅费时费力,性能指标也不能令人满意。因此,将模糊控制技术引入空调压缩机的变频调速控制,建立模糊控制器,以房间温度的变化和变化率为输入,压缩机的频率为输出。对于提高空调系统的控制精度、稳定性和可靠性,无论从学术研究角度出发,还是在工程应用方面,都具有相当的现实意义。 本文分别从三相异步电动机的变频调速技术、变频空调控制策略等方面进行了探讨分析。首先将模糊控制技术应用到空调压缩机变频调速中,根据建立模糊控制规则的基本思想及实际运行经验,通过模糊控制技术使空调压缩机具有自调整的智能特性,从而得出最佳的动态控制参数,克服了PID控制器控制精度较低、消除稳态误差能力差的缺点。 然后详细阐述了SVPWM的基本原理,对空间矢量调制(SVPWM)方式及其实现方法进行了探讨。在变频压缩机的控制中采用先进的SVPWM调制技术,压缩机能根据室内需要的冷(热)量不同,连续地、动态地、实时地调整其制冷(热)量,始终保持在较合理的运转状态下。能够进一步提高电压的利用率和频率分辨率,并使压缩机运行更加平稳,提高空调的效率,达到节能降耗的效果。

    标签: SVPWM 模糊控制 变频调速

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:as275944189

  • 基于西门子PLC的实验室网络控制系统的研究.rar

    随着技术的发展,基于PLC的控制系统呈现综合化、网络化的发展趋势。为了适应当今PLC课程教学的需要,我们应提供具有现场控制对象的控制层、监控管理层、远程监控层三层结构的实验控制系统,并将组态软件技术、先进的数据交互技术、单片机技术、通信技术集成在控制系统中,构建现代大综合设计性实验系统,以培养全面的高素质的综合性人才。 本文提出了一种多功能、大综合的实验平台的方案和技术实现。本课题由市场占有率高的西门子PLC及其通信网络模块组成,采用具有很高的性价比的系统集成技术,构成了覆盖面较大的全集成的网络控制系统,可提供PPI网络、PROFIBUS-DP网络和以太网等多种网络形式的实验平台;采用多种工业组态软件如Wincc、组态王和MCGS,构成了丰富的上位监控模式;通过OPC技术实现对PROFIBuS-DP网络的远程监控。在此基础上,结合单片机技术、CPLD技术,设计了可自定义I/O口的多路模拟采集卡,扩展了PLC的信息控制功能;采用网络技术,将PLC技术与变频器、步进电机控制相结合,对标准的PLC对象TM2和机械手设备进行二次开发,构成相关的运动控制系统,模拟生产线的控制,展示PLC的运动控制功能;将PLC技术与无线控制技术相结合,实现PLC的无线遥控功能;完成了三菱Q系列PLC与PROFIBUS-DP网络的联网,实现了不同品牌的PLC网络的互联互通。在此基础上,还开发了多个实验程序,展示其丰富的网络构架和综合的实验模式。 系统调试和实验效果表明,该系统接近当今工业技术实践,可为学生的课程设计、毕业设计以及PLC技术研究提供先进的集多种技术于一体的大综合设 计性实验平台。关键词:PLC;业网络;OPC

    标签: PLC 西门子 实验室

    上传时间: 2013-05-22

    上传用户:归海惜雪

  • 石油钻机电驱动系统谐波抑制和无功补偿研究.rar

    石油钻采设备通常工作于公共电网所不及的沙漠、海洋和陆地等环境场合,其中的电站子系统由数台柴油发电机组及其相应的控制系统构成,为石油钻机提供动力电源(小电网供电系统)。石油钻机中的钻井设备(绞车、泥浆泵和转盘等)由大功率的交流或直流电动机驱动,根据钻井工艺需要调节转速和控制转矩,因此,通常采用VFD变频调速系统或SCR直流调速系统来满足钻井工艺要求。众所周知,电力电子装置(VFD变频传动系统和SCR直流传动系统)对电力系统带来谐波污染,尤其是对柴油发电机组小电网系统,谐波污染的问题将更为严重,而且SCR电驱动系统的功率因数较低,也给小电网系统带来额外负担,影响供电质量。因此,对石油钻机电驱动系统进行谐波抑制和提高功率因数,显得尤为重要。本论文正是针对此问题进行的研究和实践。 本文对石油钻机电驱动系统的构成及其工作原理作了介绍,重点分析了SCR和VFD电驱动系统谐波和无功功率产生的原因及危害,结合国内外的研究成果,提出对石油钻机电驱动系统进行谐波抑制和无功补偿的方案,并将其应用到实际的工程项目中。 石油钻机电驱动系统为典型的多谐波源系统,本文对各个谐波源进行了详细地分析,并且将多个谐波源进行了合成叠加和计算,来确定对电网系统总的影响(电压畸变率);针对SCR和VFD电驱动系统的结构和特点,提出了对SCR和VFD系统进行谐波抑制和无功功率补偿的不同解决方案,即:对SCR电驱动系统,采用有源滤波器+动态无功功率补偿的办法,来消除谐波和改善功率因数;而对VFD电驱动系统,采用有源滤波器来消除谐波即可。 对石油钻机SCR和VFD电驱动系统谐波进行的分析和计算,为两系统谐波抑制的方案选型和系统优化提供了设计依据。本文选用适合于柴油发电机组小电网供电系统的有源滤波器(额定电压为690V)来滤除谐波,在系统结构上,采用一个谐波源配置一个有源滤波器的方法,主要解决了CT和PT连接的问题,实践证明系统配置合理,滤波效果良好。同时对SCR电驱动系统设计了动态无功补偿装置,通过实测数据验证了本文对SCR电驱动系统的无功进行了有效地补偿。

    标签: 石油 无功补偿 钻机

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:dct灬fdc

  • 工业变频器高性能调制算法的研究.rar

    变频器在各行各业中的各种设备上迅速普及应用,已成为当今节电、改造传统工业、改善工艺流程、提高生产过程自动化水平、提高产品质量以及推动技术进步的主要手段之一,是国民经济和生活中普遍需要的新技术。但是现有变频器的调制算法尚存在一些缺点,如开关损耗大和共模电流大等,因此有必要研究和设计高性能调制算法的变频控制器。鉴于此,开展了以下工业变频器高性能调制算法为对象的研究内容: 在阐述了工业变频器系统的结构、调制算法、调速算法的基础上,结合数学模型,分析了共模电压产生的原理、共模电流其影响和危害,给出了共模电压和共模电流的关系。总结其他的抑制共模电压的方案基础上,提出一种新的共模电压抑制SVPWM;还阐述了死区产生的原因及其影响,以及死区补偿的原理并将上述两个调制算法利用MATLAB/SIMULINK软件对该系统给予了全面的仿真分析。 变频器硬件部分设计包括整流滤波电路、逆变器功率电路、上电保护电路、DSP控制系统及其外围电路、IGBT驱动及保护电路以及反激式开关电源,对于传感器检测滤波电路的具体电路参数设计,是在PSPICE上仿真基础上得出。并在考虑成本、EMC、效率等因素后考虑完成了所有硬件相关的原理图绘制和PCB绘制; 变频器软件部分设计包括主程序、键盘扫描程序、系统状态处理程序、PWM发送中断程序、电机启动函数、电压调整程序、AD采样中断程序以及故障保护中断程序。在实现一般SVPWM的基础上,根据之前理论和仿真得到的共模电压抑制SVPWM、以及死区补偿算法,将这两个对SVPWM进行改进的调制算法在硬件平台上实现。 在硬件电路完成设计的各个阶段,逐渐编制相应的控制程序,并进行调试,并完成整个程序的编制和调试。此外,还调试了系统所需的反激式开关电源。整个系统调试中遇到了很多问题,如键盘消除抖动问题、共模电压抑制SVPWM出现的直通现象等。最终完成了工业变频器样机,并且采用的是文章中研究的调制算法,效果良好,达到设计的目的; 提出了一种将有源功率因数校正(PFC)技术引用到串级调速中来提高定子侧功率因数的新方法。通过建立电动机折算到转子侧的等值电路,重点分析了有源PFC技术代替传统串级调速系统中的不控整流桥后,系统可以等效为转子串电阻调速。得到了等效串电阻的计算公式和变化趋势,对电动机功率因数、电磁转矩脉动也进行了分析,发现能够比传统串级调速时有所提升。鉴于电动机转子侧电势频率非常低,分析了有源PFC的具体实现的特殊考虑和参数选取方法,并基于对称平衡的Scott变压器和两个单相有源PFC电路实现了绕线电动机转子侧的三相有源低频PFC,得到超低纹波的直流输出电压。利用MATLAB建立了完整的仿真平台,所得结果验证了理论分析的正确性。

    标签: 工业 变频器 性能

    上传时间: 2013-07-09

    上传用户:qq442012091

  • 分级变频调压软起动器的设计与仿真研究.rar

    异步电动机的软起动研究,是一项重要的研究课题。本文以分级变频理论为基础,利用数学分析的方法对分级变频的子频率系统进行了深入的研究,总结了各级子频率系统的电压相序情况以及最优的触发角度。并且对传统异步电动机软起动器的主电路结构进行了改进,提出了从较低频率开始分五级起动的分级变频调压软起动形式,而且各级子频率的起动都能实现最优的正序电压组合,保证了起动转矩的最大化。通过对分级变频调压软起动形式的建模和仿真试验,证明了此方法可以在降低起动电流的同时实现异步电机的高转矩起动,验证了此方法的有效性和可行性。基于以上研究的成果,本文介绍了以TMS320LF2407ADSP芯片为核心的软起动软硬件设计方法。最后对本课题的进一步研究提出了展望。

    标签: 分级 仿真研究 频调

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:assss

  • 电动跑步机外转子无刷电机驱动及控制系统研究.rar

    跑步运动是人们喜爱的运动方式之一,借助电动跑步机进行跑步运动简单方便,已成为新的运动时尚。电动跑步机已经成为一种大众健身器材,市场前景极为广阔。 目前电动跑步机大多采用有刷直流电动机或交流变频电机作为驱动电机,本文研究采用外转子直接驱动无刷直流电动机的电动跑步机。其主要优点在于:一是省去了传统电动跑步机的减速机构,系统结构简单,运行可靠,效率高;二是无刷电机驱动具有优良的调速和控制性能,可以提升电动跑步机品质,实现智能化;三是无刷电机驱动性价比高,更具市场竞争力。因此,进行电动跑步机外转子无刷直流电动机驱动及控制系统的研究具有较高的理论意义和工程实用价值。 本文首先综述了电动跑步机及其电机驱动的现状、发展趋势以及外转子无刷计特点、分数槽绕组及其控制器;应用电机磁场有限元软件MAGNEFORCE研究了不同极/槽配合无刷电机的磁场分布和不同极弧系数对电机性能的影响;在此基础上试制了电动跑步机外转子无刷直流电动机样机并进行初步性能试验;运用MATLAB对外转子无刷直流电动机进行系统仿真分析。

    标签: 电动 无刷电机 控制

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:dct灬fdc