基于DSP的矢量控制牽引變頻器的研究.pdf

1、窄軌工礦電機(jī)車(chē)是一種重要的運(yùn)輸工具,主要用于采掘產(chǎn)業(yè)和隧道工程。目前我國(guó)窄軌工礦電機(jī)車(chē)大部分還一直沿用串激直流電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制,這種調(diào)速方式是有級(jí)的,調(diào)速時(shí)有大量的電能消耗在串聯(lián)電阻上,不僅費(fèi)時(shí)、耗能、效率低,而且容易污染電網(wǎng)。交流異步電機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、維護(hù)量小、能夠適合于惡劣工作環(huán)境等特點(diǎn),作為窄軌工礦電機(jī)車(chē)的牽引電機(jī)是一種非常合適的選擇。因此,將使用直流電機(jī)的窄軌工礦電機(jī)車(chē)改造成交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)是必然趨勢(shì),并且我國(guó)正在推行“

2、十一五”規(guī)劃,其中一項(xiàng)重要的任務(wù)就是節(jié)能降耗,目前對(duì)于采用窄軌工礦電機(jī)車(chē)作為運(yùn)輸工具的領(lǐng)域急需具有高性能、高效率、低功耗、對(duì)電網(wǎng)污染小的交流牽引變頻器產(chǎn)品。本文正是針對(duì)這一課題進(jìn)行了一些研究和探討,從工程應(yīng)用的實(shí)際出發(fā),依據(jù)矢量控制原理,以TMS320F2812為核心,設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了一套基于SVPWM控制的電力牽引調(diào)速系統(tǒng)。 本文首先介紹了電力牽引調(diào)速技術(shù)的發(fā)展,對(duì)矢量控制理論和實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,并討論了過(guò)調(diào)制原理以及過(guò)調(diào)

3、制控制策略。根據(jù)交流電機(jī)控制的需要,設(shè)計(jì)了帶有速度、電流反饋閉環(huán)的矢量控制系統(tǒng),并給出了硬件和軟件的實(shí)現(xiàn)方法。該系統(tǒng)的功率電路采用電壓型的直-交變壓變頻結(jié)構(gòu),由限流電路、支撐電路、功率模塊IGBT(BSM300GB120DLC)構(gòu)成的逆變電路以及制動(dòng)電路組成；控制電路則以DSP芯片TMS320F2812為核心,加上PWM信號(hào)發(fā)生電路、三相定子電流檢測(cè)電路、直流母線電壓檢測(cè)電路、直流母線電流檢測(cè)電路、功率模塊驅(qū)動(dòng)電路、速度檢測(cè)電路、系統(tǒng)保

4、護(hù)電路等,構(gòu)成了功能齊全的三相異步電機(jī)全數(shù)字化矢量控制系統(tǒng)。在軟件方面,給出了基于DSP的矢量控制系統(tǒng)的各個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)方法的介紹以及軟件流程圖,并用C語(yǔ)言進(jìn)行了編程。 本文并對(duì)變頻牽引電機(jī)的啟動(dòng)特性以及啟動(dòng)頻率范圍進(jìn)行了分析和研究,確定了最佳啟動(dòng)頻率范圍,并討論了補(bǔ)償電壓U0對(duì)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的影響等因素。 最后根據(jù)牽引變頻調(diào)速的特性需求,本文給出了小功率模擬試驗(yàn)波形以及相關(guān)的仿真波形。MATLAB仿真結(jié)果表明,本文研究的調(diào)速系