业设计论文小，它新颖的控制思想简明的系统结构以及优良的动静态性能备受广大工程人员的青睐，得到迅速的发展。电力电子技术是从世纪年代开始出现的，以晶闸管为代表电力电子器件成为了第代电力电子器件，随后经过次发展阶段，使晶闸管从大功率门极可关断等第二代电力电子器件到绝缘门极晶体管，它综合了和的优点，是较为理想的功率器件，主要普遍应用在逆变器方面，最后功率智能模块为代表的第四代电力电子器件应用广泛，该模块将电力电子器件触发驱动过电流保护过电压保护过热保护及故障监测功能集于体，还有的专用做触发模块还具有隔离功能，可大大减少硬件电路的设计。直接转矩控制系统的设计需要大量的各种电路，这就需要使用拥有良好性能的智能功率模块。直接转矩控制技术的研究现状基于电力电子技术和数字信号处理器的发展，直接转矩控制技术具有广阔的发展前景。在国内外直接转矩控制理论不断得到发展和完善，许多研究从不同的角度提出了各自的见解和方法，特别是随着各种现代智能控制理论的引入，又出现了许多基于模糊控制和人工神经网络的系统，控制性能得到了进步的改善和提高。从现有的文献资料可以窥见直接转矩控制技术的发展前景，目前直接转矩控制的研究热点主要集中在磁链与转矩的观测器无速度传感器技术先进控制技术与直接转矩控制技术集成研究。传统的直接转矩控制技术在低速运行状态与稳态运行区段还存在很多的问题，需要进步的研究。现代直接转矩控制技术作为种新兴的控制技术，需要有更完善多样的控制技术，成为多学科的综合技术。根据控制技术的要求与现有的控制理论，需要有以下成果的突破先进控制策略在现代直接转矩控制技术中的应用，改善其稳态运行性能的问题。磁链与转矩检测问题，直接转矩控制系统在低速时性能不稳定，所以解决低速时的磁链与转矩检测问题具有重要意义。速度检测问题，速度的检测是提高系磁链的幅值以及电磁转矩的当前值，分别与给定的磁链的幅值以及电磁转矩的值进行比较，给出正确的磁链开关信号，从个有效电压矢量中选择个最佳的控制矢量，使电机运行在期望最佳状态。表转矩磁链扇形区间开关控制表基于的异步电机直接转矩控制系统设计基于的异步电机直接转矩控制系统设计摘要本设计完成基于的直接转矩控制系统设计。论文在分析了异步电机直接转矩控制理论的基础上，介绍了磁链转矩电压空间矢量等概念。硬件电路包括主电路逆变电路和控制电路，主电路设计了整流电路和滤波电路。逆变电路采用智能功率器件，它具有逆变电路所需的逆变功能。控制电路主要以为控制核心，其它包含了电流电压信号采样电路转速检测电路。最后基于软件平台，采用语言汇编语言混和编程的方式实现软件设计。通过对系统研究表明采用本直接转矩控制策略的硬件平台，具有抗干扰能力强，优良的电流电压保护措施，体积小，软件可移植性强，适合应用于电机控制等特点。关键字直接转矩异步电机，第章总结致谢参考文献附录何庆华基于的异步电机直接转矩控制系统设计第章引言交流调速系统在异步电机中的研究成果世纪电机逐步进入人们视野，以直流电机为代表的电能转换设备快速应用到人类生产的各个部分，因为他有较易于控制的电磁电流和电枢电流能够得到理想的动态性能，所以在相当长的段时间内调速系统使用的直流调速系统。但随着大功率电机，高转速电机的出现，以及直流电机高维护费用和复杂的直流调速系统，使得直流调速系统不能适应现代生产的需求。世纪初期变频调速已经应用到交流电机调速上，但因为他需要有改变频率的电源，所以不得不采用复杂笨重的变频器，因此发展较慢。世纪中叶随着电力电子器件的发展，人们发明了较为简洁的变频装置，交流调速技术从新受到了人们的重视，并不断发展，更新。世纪年代随着电力电子技术和微数字信号处理器的发展以及现代控制理论的发展，使得交流调速更易于实现，并快速取得调速技术上的突破，使交流调速技术具备了较宽的调速范围优良的动静态性能较高的可靠性等优良的调速性能。从交流调速的出现开始世界各国都在致力于交流调速系统的研究，并不断取得新的发展，到现在为止，高性能的交流调速系统正逐步取代直流调速系统，交流调速系统被应用到广泛的工业场合。总之交流调速的发展可具体归纳下三个方面第，转差频率控制矢量变换控制和直接转矩控制等交流调速理论的诞生，使交流调速有了新的理论基础第二，晶体管场效应管绝缘栅双极晶体管等为代表的新代大功率电力电子器件的出现，其开关频率功率容量都有很大的提高，为交流调速装置奠定了物质基础第三，微数字信号处理器的飞速发展，使交流调速系统许多复杂的控制算法和控制方式能得以实现。直接转矩控制技术的发展与研究现状直接转矩控制技术的发展直接转矩控制是世纪年代由德国鲁尔大学教授首先提出的磁链六边形运动轨迹跟踪控制思想，随后日本学者也提出了类似的控制思想磁链圆形运动轨迹跟踪控制方案。直接转矩控制的基本思想是根据交流电机转矩的需要，直接选择合适的定子电压空间矢量，实现交流电机电磁转矩的快速响应。何庆华基于的异步电机直接转矩控制系统设计目录摘要第章引言交流调速系统在异步电机中的研究成果直接转矩控制技术的发展与研究现状直接转矩控制技术的发展直接转矩控制技术的研究现状课题研究的主要内容第章直接转矩控制系统的基本原理异步电机的稳态模型异步电机的坐标变换三相桥式逆变器与电压空间矢量三相桥式逆变器的工作原理坐标系下的电压空间矢量与磁链转矩的关系直接转矩控制的系统结构磁链模型与转矩模型转矩调节器设计磁链调节器设计磁链扇形区间判断通过转矩磁链扇形区间选择最优开关控制量第章基于处理器的硬件设计数字信号处理器介绍的主要特性的事件管理模块转换模块串行外设接口串行通讯接口主要的硬件电路设计三相整流电路充电控制和放电控制系统控制电路智能功率模块电流检测采样电路及限幅保护电路电压采样电路转速信号检测第章的软件设计的软件基础软件设计的编程语言系统软件设计系统程序的总体结构系统主程序串行口中断服务程序模块驱动功率保护中断通用定时器中断服务程序模块电压空间矢量波的产生改变了定子磁链与转子磁链的磁通角和幅值，通过磁通角与幅值的变化从而改变了转矩的大小，从而实现对电动机的控制，此外通过对转矩大小的调节来控制电压空间矢图电压空间矢量与转矩的关系四川理工学院本科毕业设计论文量的工作状态和零状态交替出现，就能控制定子磁链空间矢量平均角速度的大小。通过这样的瞬态调节就能获得高动态性能的转矩特性，这就是直接转矩控制的基础。直接转矩控制的系统结构整流器逆变器电流检测磁链观测转矩观测转矩调节器磁链调节器磁链区间幅值判断开关状态表转速检测图是直接转矩控制系统的原理图，与矢量控制样它们也是分别控制异步电机的转速和磁链来控制电机。首先将三相电流整流，通过对电流电压的采样检测，再经过三相坐标系下的变换，变换为静止坐标系下的两相电压电流，然后和速度反馈信号起分别进入转矩观测模型和磁链观测模型分别得到磁链和转矩的估计值，在转矩调节器和磁链调节器中分别与转矩和磁链给定值式进行比较，得到系统的状态信息，然后根据磁链扇形区间判断模块的输出信号，从开关状态表中选出适合的电压开关状态去驱动逆变器，给电机提供合理的电压空间矢量来满足电机动态静特性变化的需要，实现电动机高性能的转矩控制。图直接转矩控制系统的原理图何庆华基于的异步电机直接转矩控制系统设计磁链模型与转矩模型直接转矩控制中转矩和磁链的控制均采用双位的砰砰控制器，这样简化了控制器的结构，在直接转矩控制系统中转矩和定子磁链反馈信号的计算模型是系统的核心。在两相静止坐标系下，根据公式磁链关系式因此在直接转矩控制系统结构图中的磁链观测模型的结构图为像这样用定子电压与定子电流来确定定子磁链的方法的模型叫模型，同样在两择合适的电压开关状态，达到控制电机的目的。扇区扇区扇区扇区扇区扇区根据电压空间矢量与磁链的矢量关系图可得扇形区间结构如图由此可以得到磁链扇形区间判断表扇形区域区间判断条件扇区，图扇形区间表扇形区间判断表四川理工学院本科毕业设计论文扇区，扇区，扇区，扇区，扇区，知道了扇形区间，就能够准确的选择开关状态表里的开关状态。通过转矩磁链扇形区间选择最优开关控制量前面介绍了转矩调节器磁链调节器和扇形区间判断，那么我们将利用这三个输出量选择最优的开关控制量。扇区扇区扇区扇区扇区扇区根据电压空间矢量和磁链的关系可知，将磁通和转矩两个调节器结合起来，共同控制逆变器的状态，使电机的输出转矩快速跟随指定值变化，从而使系统获得高动态性能。他们电压矢量如图所示将电压空间矢量分布的平面划分为个扇区，条虚线代表各个扇区间的分界线，每个扇区包含个非零电压矢量，并且是该扇区的角平分线，称扇区主矢量。根据磁通和转矩调节器的输出来选择下周期要施加的电压矢量。实现电机的直接转矩控制，需要兼顾磁链和转矩的控制，因此对电压矢量的选择就要兼顾这两方面需要。以扇区为例来，在此区域中，为正向力矩矢量，图电压空间适量与扇形区域何庆华基于的异步电机直接转矩控制系统设计为反向力矩矢量，而是使磁链减小的矢量，是使磁链增大的矢量。因此如果需要既增大磁链，同时又需要正向力矩的话，就应该选择电压矢量如果增大磁链，同时需要反向力矩的话，选择如果减小磁链，同时需要正向力矩的话，选择如果减小磁链，同时需要反向力矩的话选择。利用这样的原理，在整个磁链角空间里列成个定子向量表，来表示在不同区域里所有情况下的电压矢量选择，在此区域中具体的选择方法逆时针运动如表所示扇形区间位置综上可以把直接转矩控制总结为在控制系统中根据定子相静止坐标系上有电磁转矩表达式为其中