基于DSP的永磁同步直线2号站2注册电机直接推力控制策略研究

【主管Q:2347660】2号站2注册1永磁同步直线电机的直接推力控制原理直接推力控制技术,用电压空间矢量的分析方法,直接在初级坐标系下计算并控制电机的推力。采用初级磁场定向,借助于离散的调节器直接对电压型逆变器(见)的开关状态进行最佳控制,以获得推力的高动态性能。

直接推力控制系统是在初级两相坐标下进行计算的,原理中所用的基本电压矢量是由下式定义:关系:在逆变器每一次开关间隔内,时间At非常短。因此,每一电压矢量近似可看作常量,那么上式可变为:当速度不是很低时,电阻压降相对较小,上式可简化为:当输入电压为一非零电压空间矢量时忽略绕组电阻压降的影响,初级磁链将沿输入电压空间矢量的方向,以正比电压的速度移动。也就是说,当忽略初级电压压降时,电压矢M方向是磁链圆轨迹的切线方向。当磁链矢量在空间旋转一周时,电压矢量也连续地按磁链的切线方向运动2;r弧度,其运动轨迹与磁链圆重合。这样,电机旋转磁场的形状问题就可简化电压空间矢量运动轨迹的形状问题讨论。

为了保持磁链幅值恒定,可根据磁链偏差大小和磁链的具体方向适当选取电压空间矢量达到控制磁链的目的。逆变器六个非零运动矢量相差60通常将电压空间矢M分成六个扇区。不同扇区采用不同的电压空间矢量来增大磁链或减小磁链。

直接推力控制正是通过电压空间矢量的作用来控制初级磁链的运动,从而改变初级磁链幅值和负载角的大小,最终达到控制电机推力的目的。

在磁链保持基本不变的情况下,电机的推力和推力增长率都可以通过控制初级磁链、次级磁链之间的负载角来实现。在一个控制周期内负载角的变化表达式可表示为:上式表示负载角的变化量由两项组成,即电压矢量使初级磁链空间位置变化量和初级运动使初级磁链位置变化量。由于初级机械时间常数大,在一个控制周期以时间内,可认为初级位置没有改变,即;rvA//r为零。因此,电压矢量可以线性地改变电机的负载角,从而改变电机的推力。

在不同区域电压空间矢量根据初级磁链和推力的偏差情况来综合选取。电压空间矢量的选取原则是该矢量能使初级磁链在一个控制周期内改变尽可能大的角度,即推力变化最大。

2基于电压空间矢置脉宽调制的初级磁链定向控制直接推力控制的核心是应用电压空间矢量对初级磁链以及电磁推力实施控制,使其跟随给定值。这就引出了一种基于电压空间矢量脉宽调制的初级磁链定向控制方案。可通过控制电压空间矢量匕和的大小来合成一系列不同相位的电压空间矢量匕=匕+,从而调节初级磁链的旋转速度及幅度大小。系统实现方案如:传统直接推力控制为减小推力脉动必须尽量提篼初级磁链和电磁推力的计算频率,增加位a节a速第节a磁和推力洲3 +直找电机电压矢量脉宽调制直接推力控制系统结构了控制器的负担。而电压空间矢量脉宽调制直接推力控制由于采用了近似连续的电压空间矢量,可以根据逆变器性能及系统要求选择合适的采样周期并保持恒定,减小了宽调速运行时的推力脉动。

3直接推力控制系统的仿真通过对该系统的仿真分析,可知初级磁链的轨迹为圆形,轴分量正弦度好,系统推力有优良的动态响应。为采样周期为50时电压空间矢量脉宽调制直接转矩控制系统仿真图。经过调节不同的采样周期可得出I系统的磁链和推力脉动小,该方法可行并可靠性高。

磁链幅值曲线系统推力响应图初级直轴电流局部放大图恒磁链直接推力控制下的电机响应曲线控制系统的软硬件设计4.1控制系统硬件构成永磁同步直线电机控制系统硬件装置主要包括电机系统、主电路和控制系统硬件部分,系统结构框图如图所示。主电路部分包括整流环节、滤波环节、逆变环节及保护电路三部分。

控制系统部分包括DSP全数字实验平台、驱动电路、检测电路、保护电路等。2号站代理工资

逆变桥由6个IGBT组成,其输出驱动电机。智能功率模块(IPM)选用6MBP50RA120型,该型号耐压为1200V,允许通过额定电流为50A,最大开关频率为20KHz.主要接受DSP电路发送的PWM信号,对电流进行采样分析。电流传感器选用BLF100-S7,其输出经必耍的电压转换电路将处理后的电流信号直接传到DSP上,根据电压指令信号,利用电压空间矢量调制技术获得实际三相电压SVPWM信号,控制电压源逆变器开关状态,使得电机按照指令信号的要求工作。

4.2控制系统软件设计采用TMS320LF2407作为系统的主控制器,主要在PWM中断中完成PWM脉宽的实时计算工作和A/D转换模块。主程序框图和中断子程序框图如、5示。

5结论1、采用SVPWM的矢量控制方法,可以有效地实现永磁同步直线电机的矢量控制,启动速度较快,超调小。

2、利用DSP作为控制器,可以提高系统的工作速度和集成度,实现实时控制。2号站平台怎么注册

3、通过对该系统模型的仿真分析,证明了该方案的正确性和可行性。

中断子程序系统主程序

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