电力电子技术的发展使电机驱动系统摆脱了常规两电平逆变器拓扑的限制,电机驱动系统与多电平逆变器的结合成了新的思路。多电平逆变器的输出电平数多,因此其输出波形更好,在大容量交流调速系统中优势明显。作为多电平逆变器的研究基础,三电平逆变器应用最为广泛,而其中首选的是二极管钳位型三电平逆变器。因此采用二极管钳位型三电平逆变器驱动PMSM的模型预测控制系统作为研究对象。在PMSM驱动系统中,位置与转速的检测是非常重要的,一般采用的方法是通过机械传感器来进行测量,但这种测量方法在实际应用中有很多缺陷,会降低电机系统的稳定性和可靠性,同时会增加成本。而无速度传感器技术是通过检测电机中的电流或电压,来对电机的实际转速和位置信息进行估计,这种技术省略了常规使用的机械传感器,能够实现电机系统的高精度、高动态性能的控制。因此PMSM的无速度传感器控制技术成为了近些年的研究热点。主要研究内容分为以下几个方面:(1)基于同一Pl转速调节器,设计三电平逆变器驱动PMSM模型预测转矩控制系统,与两电平逆变器驱动PMSMMPTC系统对比,并对两个系统的运行性能进行对比分析。(2)为进一步提高系统响应性能,克服未知负载转矩扰动、增强系统鲁棒性,设计扩张状态负载转矩观测器,进而得到将负载转矩观测器和基于幂函数滑模转速调节器相结合的复合控制器。(3)设计基于分数阶滑模观测器的PMSMMPCC系统,实现对电机转速的快速准确估计。
上传时间: 2022-06-24
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本文档描述了基于飞思卡尔电机控制专用的数字信号控制器MC56F8274S的三相交流感应电机矢量控制方案。三相交流感应电机因为其结构简单、工艺成熟、造价低廉、无电刷、维护简单、鲁棒性强等优点,被广泛应用于工业控制中。如水泵、风机、压缩机、制冷系统中。为了实现三相交流感应电机的调速,需要对电机提供电压幅值和频率可变的交流电,一般使用由数控开关逆变器构成的三相变频器。电机的控制算法大体分为两类,一类是标量控制,如被广泛应用的VF恒压频比控制。另一类被称为矢量控制或磁场定向控制(FOC),相对于标量控制,矢量控制全面提升了电机驱动性能,比如矢量控制实现了转矩和磁链的解耦控制、全转矩控制、效率更高且提高了系统的动态性能。基于飞思卡尔电机控制专用的数字信号控制器MC56F82748的三相交流感应电机矢量控制是一个面对客户和工业应用的设计方案。低成本和高可靠性是两个关键的考量指标。为了减小系统成本,我们采用了单电阻电流采样方案。为了减少系统对参数的依赖,我们使用了闭环的磁链估算方案,提升了系统稳定性和鲁棒性。本文档介绍了基本的电机控制理论,系统的设计理念,硬件设计、软件设计,包括FreeMASTER可视化软件工具。
上传时间: 2022-06-24
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论文的主要工作和新见解如下:1、分析了永磁同步电机结构、特点和国内外学者对其最新研究成果,研究了永磁同步电机控制理论中经常涉及到的三种坐标系转换原理,并在此基础上给出了两种不同坐标系下的永磁同步电机数学模型,建立了永磁同步电机仿真模型并进行了仿真研究。2、分析了空间电压矢量脉宽调制和直接转矩控制两种控制技术的基本原理,并分别建立了基于空间电压矢量脉宽调制和直接转矩控制的永磁同步电机控制系统仿真模型,通过大量的仿真,研究了两种控制技术在永磁同步电机控制性能上各自特性以及差异。3、在分析永磁同步电机直接转矩控制的基础上,提出了两种扇区边界过渡时选择电压矢量造成转矩脉动的抑制方法,仿真结果表明所提两法方法预期效果明显;研究了零电压矢量在直接转矩控制中的作用和一种改进的永磁同步电机直接转矩控制策略,仿真结果表明将零电压矢量引入控制和改进的策略都能明显抑制系统转矩脉动。4、在常规控制基础上,引入模糊逻辑控制技术进一步优化永磁同步电机直接转矩控制方法,建立了基于模糊逻辑的永磁同步电机直接转矩控制系统仿真模型,仿真结果表明模糊逻辑控制能有效的提高直接转矩控制性能。5、采用速度快、功能强大的电机控制专用芯片TMS320LF2407A作为主要控制芯片,完成了永磁同步电机直接转矩控制系统实验软硬件设计,为今后研究打下了基础。关键词:数字信号处理器,永磁同步电动机,空间电压矢量脉宽调制,直接转矩控制,模糊逻辑控制
上传时间: 2022-06-27
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设计者根据对环境的需求,希望能不断开拓高级电机控制技术,用以制造节能空调、洗衣机和其他家用电器产品。到目前为止,较为完善的电机控制解决方案通常仅用作专门用途。然而,新一代数字信号控制器(Digital Signal Controller,DSC)的出现使得性价比高的高级电机控制算法最终成为现实。例如,空调需要能够对温度作出快速响应以迅速改变电机的转速。因此,我们需要高级电机控制算法,以制造出更加节能的静音设备。在这种情况下,磁场定向控制(Field Oriented Control,FOC)脱顾而出,成为满足这些环境需求的主要方法。本应用笔记讨论了使用Microchip dsPIC0DSC系列对永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motors,PMSM)进行无传感器FOC的算法。为什么使用FOC算法?BLDC电机的传统控制方法是以一个六步的控制过程来驱动定子,而这种控制过程会使生成的转矩产生振荡。在六步控制过程中,给一对绕组通电直到转子达到下一位置,然后电机换相到下一步。霍尔传感器用于确定转子的位置,以采用电子方式给电机换相。高级的无传感器算法使用在定子绕组中产生的反电动势来确定转子位置。六步控制(也称为梯形控制)的动态响应并不适用于洗衣机,这是因为在洗涤过程中负载始终处于动态变化中,并随实际洗涤量和选定的洗涤模式不同而变化。而且,对于前开式洗衣机,当负载位于滚筒的顶部时,必须克服重力对电机负载作功。只有使用高级的算法如FOC才可处理这些动态负载变化。
上传时间: 2022-06-29
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随着电力电子技术、微处理器技术以及新的电机控制技术的发展,交流调速性能日益提高,变频调速技术的出现使交流调速系统有取代直流调速系统的趋势。但是国民经济的快速发展要求交流变频调速系统具有更高的调速精度、更大的调速范围和更快的响应速度,一般的通用变频器已经不能满足工业应用的需求,而交流电机矢量控制调速系统能够很好的满足这个要求。矢量控制(Ficld Oricnted Control),能够实现交流电机电磁转矩的快速控制,本文对三相交流异步电机的矢量控制系统进行了研究和分析,以高性能数字信号处理器为硬件平台设计了基于DSP的三相交流异步电机的矢量控制系统。并分析了逆变器死区效应的产生,实现了逆变器死区的补偿。本文介绍了交流调速及其相关技术的发展,变频调速的方案以及国内外对矢量控制的研究状况。以三相交流异步电机在三相静止坐标系下的数学模型为基础,通过Clarke变换和Parke变换得到三相交流异步电机在两相旋转坐标系下的数学模型,并利用转子磁场定向的方法,对该模型进行分析,设计了转子磁链观测器,以实现交流电机电流量的有效解耦,得到定子电流的转矩分量和励磁分量。仿据直流电机的控制方法,设计了矢量控制算法的电流与速度双闭环控制系统。设计了以TMS320LF2407A为主控制器的硬件平台,在此基础上实现了矢量控制算法,论述了电压空间矢量调制(SVPWM)的原理和方法,并对其进行了改进。最后对逆变器的死区进行了补偿。实验表明基于转子磁场定向的矢量控制(FOC)系统,结构简单,电流解赫方便,动态性能好,精度较高,能够基本满足现代交流电机控制系统的转矩和速度要求。
上传时间: 2022-06-30
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通过本课程学习,您将:-了解一些目前最新的电机控制设计解决方案一了解一种新的永磁同步电机(PMSM)无传感器磁场定向控制(FOC)算法-了解如何查找更多关于该算法的信息PMSM概述PMSM的FOC控制无传感器技术DMCI介绍——一种有用的工具演示1:整定PI参数演示2:整定无传感器控制参数回顾,答疑(Q&A)PMSM概述-PMSM应用-PMSM与BLDC的比较-PMSM结构-PMSM特性-PMSM操作高效率和高可靠性设计用于高性能伺服应用可实现有/无位置编码器的运行方式比ACIM体积更小、效率更高、重量更轻采用FOC控制可实现最优的转矩输出平滑的低速和高速运行性能较低的噪声和EMI从其发展历史来看,两种电机发源于不同的领域转矩产生的机理相同BLDC是PMBDC的一个派生词PMSM表示一个励磁磁场由PM提供的AC同步电机控制方法不同(六步控制与FOC)
上传时间: 2022-06-30
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《现代永磁同步电机控制原理及MATLAB仿真》的随书matlab仿真文件,囊括了各种电机的不同控制算法的仿真模型,对于电机控制的算法理解十分有用。主要内容包括三相永磁同步电机的数学建模及矢量控制技术、三相电压源逆变器PWM 技术、三相永磁同步电机的直接转矩控制、三相永磁同步电机的无传感器控制技术、六相永磁同步电机的数学建模及矢量控制技术、六相电压源逆变器WM 技术和五相永磁同步电机的数学建模及矢量控制技术等。每种控制技术都通过了MATLAB 仿真建模并进行了仿真分析。
上传时间: 2022-06-30
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该书籍系统地介绍了无刷电机控制系统的基本理论、基本方法和应用技术。全书分为3部分共10章,主要涉及电机的数据建模和矢量控制(FOC)技术、三相电源逆变器PWM技术,直接转矩控制、三相永磁电机的无传感器控制技术。还有相应的MATLAB仿真建模并进行了仿真分析,对初学者和系统学习电机控制的学者有很好的帮助。
上传时间: 2022-07-02
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摘要:针对无刷直流电机的转矩脉动,采用电流滞环控制来抑制脉动;在Matlab/Simulink环境下,基于直流无刷电机的数学模型、转速和电流双闭环控制策略来建立无刷直流电机电流滞环控制系统的各个独立模块如BLDC本体模块、速度控制模块、电流滞环模块、逆变电路模块、脉冲信号模块等,再进行各功能模块的连接,搭建无刷直流电机的控制系统仿真模型,并在给定参数下进行仿真分析。
上传时间: 2022-07-11
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电机又称马达,是一种依据电磁感应定律实现电能转换或传递的装置,主要作用是产生驱动转矩,作为电器或各种机械的动力源。按工作电源来分,电机包括交流(AC)电机和直流(DC)电机。其中直流电机又包括采用机械式换向的有刷直流电机和采用电子换向的无刷直流(BLDC)电机。BLDC电机又分旋转电机和步进电机,具有显着的节能、低噪声和优异变速性能等特性,特别适合于电冰箱、空调及洗衣机等白家电应用。随着国家各项节能政策的出台,家电行业已经开始广泛导入BLDC电机。要使这些BLDC电机可靠、高效地工作,设计人员需要选择恰当的电机驱动或控制方案。安森美半导体在电机驱动器设计、生产及应用方面拥有丰富经验,提供宽广范围的电机驱动及控制方案。本文将介绍电机驱动器/控制器在白家电产品中的典型应用,以及安森美半导体高能效、高可靠性BLDC电机驱动器/控制器方案。
上传时间: 2022-07-16
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