【正文】 較高的中小功率領(lǐng)域，后者占據(jù)了優(yōu)勢(shì)地位。 0teT *eT*eTT?* e??0s? *s?*s???* s?? 圖 圖 理論上講， T???、 取的越小，則轉(zhuǎn)矩控制和磁鏈控制就越精確。 徐州師范大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 感應(yīng)電機(jī)無速度傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 28 磁鏈和轉(zhuǎn)矩的控制 在直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)矩控制和磁鏈控制可以分別通過一個(gè)滯環(huán)比較器來實(shí)現(xiàn)。此外，還需要精確地測(cè)得轉(zhuǎn)子角速度 r? 的大小。在實(shí)際運(yùn)行中，保持定子磁鏈幅值為額定值，以充分利用電動(dòng)機(jī)鐵芯；轉(zhuǎn)子磁鏈幅值由負(fù)載決定；要改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的大小，可以通過改變磁通角θ s的大小來實(shí)現(xiàn)。 RTI 模塊提供可編程間隔的中斷，在 CPU異常時(shí)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)復(fù)位。 LF2407A 中有 16 個(gè)模擬輸入通道，其中每個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器有 8 個(gè)輸入通道，并且 F2407 有兩個(gè)二級(jí) FIFO 結(jié)果寄存器用于存放轉(zhuǎn)換結(jié)果。 ※ 串行通訊 SCI 模塊，支持 CPU 與其他使用標(biāo)準(zhǔn)格式的異步外設(shè)之間的數(shù)字通訊，可編程 65535 種傳輸速度； ※ 1/0 模塊、以 模塊、 SPI 模塊； ※ 32 位累加器和 32 位中央算術(shù)邏輯單元（ CALU）； 16 位 16 位并行乘法器，可實(shí)現(xiàn)單指令周期的乘法運(yùn)算， 5 個(gè)外部中斷。TMS320LF2407A 是美國(guó) TI(TexasInstruments)公司專為數(shù)字電機(jī)控制而推出的一種定點(diǎn) DSP，是基于 TMS320CZ雙型 16 位定點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器 (DSP)的新型 DSP控制器系列的首批成員。因?yàn)楦鞣N尖峰干擾的存在，為避免頻繁的保護(hù)影響開關(guān)電源的正常工作，設(shè)立盲區(qū)是很有必要的；當(dāng)過流信號(hào)時(shí)間大于設(shè)定的盲區(qū)時(shí)間時(shí)，開始軟關(guān)斷。 驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。而且開關(guān)頻率也可達(dá) 20KHz，電機(jī)的電流波形比價(jià)平滑，基本無電磁噪聲。 （ 2） 功率效應(yīng)管漏極電流的大小受控制級(jí)與源級(jí)間的電壓控制，屬電壓控制性器件，開關(guān)頻率較高，最高答 20KHz 以上。 能耗制動(dòng)電路 徐州師范大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 感應(yīng)電機(jī)無速度傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 19 當(dāng)能耗制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)再生的電能經(jīng)續(xù)流二極管全波整流后反饋到直流電路，在濾波電容上會(huì)有短時(shí)間大量電荷堆積，這就是所謂的“泵生電壓”，使 得直流電壓升高。所有控制算法的實(shí)現(xiàn)和實(shí)用化均不能離開硬件系統(tǒng)，本節(jié)主要介紹系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 ※ 儀器儀表：暫態(tài)分析、函數(shù)發(fā)生、波形產(chǎn)生、數(shù)據(jù)采集、石油 /地質(zhì)勘探，地震預(yù)測(cè)與處理等。 20 世紀(jì) 90年代 DSP 發(fā)展最快，相繼出現(xiàn)了第四代和第五代 DSP。這種實(shí)時(shí)能力使 DSP在聲音處理、圖像處理等不允許時(shí)間延遲的領(lǐng)域的應(yīng)用十分理想，成為全球 70%數(shù)字電話的“心臟”，同時(shí) DSP 在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。圖 所示的是一個(gè)典型的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)框圖。 BCSS、 表示法與 AS 月相似。 011220di dLu Ri L idt dJdTTeL n dtpLsrLTTrT n i i n ie p p Lrs?????????????? ? ???????????????????????????? ?????????? ??? 式（ 213） 由式 (2 一 13)可知異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型比較復(fù)雜，本質(zhì)上因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)是高階、非線性、多變量和強(qiáng)禍合的系統(tǒng)，我們希望通過坐標(biāo)變換使之簡(jiǎn)化。 、渦流及鐵芯損耗均忽略不計(jì)。 徐州師范大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 感應(yīng)電機(jī)無速度傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4 2 異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型和電壓空間矢量 異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型 異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型和直流電動(dòng)機(jī)相比有著根本的的區(qū)別。將電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩作為直接拄制對(duì)象，通過控制定子磁場(chǎng)向量控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。異步電動(dòng)機(jī)存在轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)速隨負(fù)荷力矩變化而變動(dòng)，即使目前有些變頻器具有轉(zhuǎn)差補(bǔ)償功能及轉(zhuǎn)矩提升功能，也難以實(shí)現(xiàn) %的精度，所以采用這種 V/F 控制的通用變頻器異步電機(jī)開環(huán)變頻調(diào)速適用于一般要求不高的場(chǎng)合，如風(fēng)機(jī)、水泵徐州師范大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 感應(yīng)電機(jī)無速度傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2 等機(jī)械。 直流電機(jī)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用機(jī)械換向器和電刷，使它具有難以克服的固有的缺點(diǎn)，如造價(jià)高、維護(hù)難、壽命短、存在換 }句火花和電磁干擾，電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速、單機(jī)容量和最高電壓都受到一定的限制。 作者簽名： 日 期： 徐州師范大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 感應(yīng)電機(jī)無速度傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3 摘 要 1985 年德國(guó)學(xué)者 Depenbrock 提出了異步電動(dòng)機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制 (Direct Torque Control)變頻調(diào)速 思想，直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)作為繼矢量控制之后出現(xiàn)的一種新型的現(xiàn)代交流電機(jī)控制技術(shù)，以其控制簡(jiǎn)單、魯棒性強(qiáng)、動(dòng)態(tài)性能好等優(yōu)點(diǎn)日益受到更多的關(guān)注。 徐州師范大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 感應(yīng)電機(jī)無速度傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)； 學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。 關(guān)鍵詞 : 直接轉(zhuǎn)矩 DSP 電壓矢量表 徐州師范大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 感應(yīng)電機(jī)無速度傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4 Abstract The strategy of Direct Torque Control is one of the variable frequency speedcontrol scheme, which was developed in 1985 by Prof. Depenbrock. TheDirect Torque Control (DTC) technique attracts more and more attention after VectoControl theory because of its robust characteristic, simple realization and excellent dynamic advantages of speedsensorless technique have made it bee afocus of current motor control reseach the bination of these two techniques,speedsensorless DTC system bee one of the directions for motor control technique in future. In this paper, the scheme is investigated thoroughly. On the basis of the mathematical model of induction machine, an optimized voltage vector selection table was deduced based onthe theory of the tradition DTC. By utilizing the vector selection table, we can get it directly from the voltage vector select table after we attained three values, that is, the ??、 pfractions of the stator flux and current position of it. According to the torque error signal, we can get the current voltage vector under which the inverter will produce relevant PWM voltage signal to the motor terminals. High dynamic response of torque control of the induction motor is achieved as the stator flux moves along a hexagon approximately. We developed a hardware system based on Digital Signal Processor (DSP) and carried out DTC experiment on it, realizing the successful operation of the system. Keywords: DTC DSP voltage vector selection table 徐州師范大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 感應(yīng)電機(jī)無速度傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5 目 錄 摘要 ............................................................................. Ⅰ ABSTRACT ................................................................... Ⅱ 1 緒 論 ....................................................................... 1 概述 ............................................................................................................................................... 1 交流異步電機(jī)的控制策略分類 ........................................................................................ 1 2 異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型和電壓空間矢量 .................................... 4 異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型 ......................................... 4 電壓空間矢量 ................................................ 11 3 DSP 芯片概述 ................................................................................. 13 DSP 芯片的定義及分類 ......................................... 13 DSP 芯片的發(fā)展歷程 ........................................... 15 DSP 芯片的應(yīng)用 ............................................... 15 4 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .......................................................................... 17 主電路的設(shè)計(jì) ................................................ 17 控制回路設(shè)計(jì) ................................................ 22 DSP控制板 ...................................................... 22 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ......