直接转矩控制系统综合技术的应用研究

• 作 者: 李爽
• 机 构: 沈阳工业大学
• 出 处: 沈阳工业大学
• 发表日期: 2007年期
• 关键词: 直接转矩控制 SVPWM 电压空间矢量细分 DSP

在交流调速系统中由于直接转矩控制技术(DTC)是对电动机转矩直接进行控制，因此电动机可以获得优良的动态和静态性能；而高速数字信号处理器(DSP)为采用先进的控制算法提供了硬件基础，所以本文采用TI公司针对电机控制推出的高性能16位定点DSP TMS320LF2407A为主控制微处理器的直接转矩控制系统进行全数字直接转矩控制实验。直接转矩控制技术直接在定子坐标系下计算和控制各物理量，借助离散的调节器产生脉宽调制信号，直接对逆变器的开关状态进行控制。直接转矩控制作为一种转矩响应快、高性能的交流调速系统，仍存在磁链和转矩脉动大的缺点。原因在于传统的直接转矩控制只有6个且不连续有效电压空间矢量可供选择，会使转矩急剧增加或减小，导致转矩脉动远远超过设定的滞环容差，使电机产生不希望的噪声和振动。基于此，本文在深入分析了传统直接转矩控制系统的基础上，提出了一种电压空间矢量调制技术(SVPWM)、电压空间矢量细分与直接转矩控制相结合的策略，并采用转矩三点式调节器对系统性能进行改进，这样使磁链轨迹更接近圆形，减小了磁链和转矩脉动，提高了系统的性能。本文以交流异步电动机为控制对象，在以TI公司的数字信号处理器TMS320LF2407A为控制核心的实验平台上，实现SVPWM空间矢量细分的全数字直接转矩控制。主要介绍了该全数字直接转矩控制系统的结构、控制系统中的各模块功能以及DSP的C语言和汇编语言混合程序设计。系统的软件部分是利用在C语言中嵌入汇编语句的方法设计，这种方法使得所设计的软件具有可读性好、可移植性强的特点。实验结果表明，该系统性能稳定，在减小磁链和转矩脉动方面确实可行、有效。