基于DSP的飛輪電池集成電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)研究.pdf

1、飛輪電池作為一種純機(jī)電的儲(chǔ)能系統(tǒng),由于其具有比能量大、比功率高、無(wú)二次污染、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),在短短的時(shí)間內(nèi)得到了很快的發(fā)展。并廣泛的應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)中,例如:航空航天設(shè)備、交通運(yùn)輸裝備、不間斷電源以及軍用設(shè)備等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的蓄電池作為一種電力儲(chǔ)蓄裝置,盡管其應(yīng)用泛圍很廣泛、性能也在逐漸提高,但是一直無(wú)法擺脫化學(xué)電池固有的弊病。而作為一種純機(jī)電的儲(chǔ)能系統(tǒng)—飛輪電池,由于其具有比能量大、比功率高、無(wú)二次污染、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),在短短的時(shí)間內(nèi)得到了很快

2、的發(fā)展。
　　本文的研究對(duì)象是飛輪電池集成電機(jī)的控制系統(tǒng),通過(guò)實(shí)現(xiàn)對(duì)飛輪電池在充電模式下的集成永磁同步電機(jī)(PMSM)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行控制,來(lái)達(dá)到改善飛輪充電過(guò)程,提高充電效率,整個(gè)系統(tǒng)的控制是基于DSP的各功能模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
　　文章首先對(duì)飛輪電池的組成及工作原理作了介紹,并根據(jù)飛輪電池對(duì)集成電機(jī)的各項(xiàng)要求進(jìn)行分析,選擇了永磁同步電機(jī)作為飛輪電池的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。論文的第二章主要是對(duì)永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和控制策略進(jìn)行了詳細(xì)的闡述,

3、包括永磁同步電機(jī)在三種不同坐標(biāo)系下不同的數(shù)學(xué)模型、永磁同步電機(jī)的矢量控制策略和電壓空間矢量控制方法。在第三章里,主要是針對(duì)飛輪電池用集成永磁同步電機(jī)的調(diào)速控制策略的研究,首先對(duì)飛輪負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性進(jìn)行了分析,選擇了恒轉(zhuǎn)矩、恒功率相結(jié)合的調(diào)速方式來(lái)滿(mǎn)足飛輪電池啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、快速充電的要求。為了實(shí)現(xiàn)這種復(fù)合調(diào)速方式,系統(tǒng)對(duì)集成電機(jī)采用了變頻調(diào)速的方式,在基頻以下,保持U/f不變,實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩啟動(dòng),整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)還設(shè)計(jì)出電流-速度反饋的雙閉環(huán)PI控制系

4、統(tǒng),為實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、精確的調(diào)速控制提供了有力的保障。
　　在理論分析的基礎(chǔ)上,本文以TI公司的TMS320F2812DSP為主控制芯片,設(shè)計(jì)了永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件。其中硬件部分包括DSP主控電路,功率變換電路、IGBT驅(qū)動(dòng)電路、電流采樣電路、轉(zhuǎn)子位置信號(hào)檢測(cè)電路等。軟件部分包括初始化模塊,速度環(huán)模塊、電流環(huán)模塊、中斷保護(hù)模塊等設(shè)計(jì)。
　　最后,在 MATLAB/SIMULINK中對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真計(jì)算。結(jié)果表明,基于