永磁同步電機(jī)(PMSM)是一種性能優(yōu)越、應(yīng)用前景廣闊的電機(jī)。永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)是以永磁同步電機(jī)為控制對(duì)象,采用變壓變頻技術(shù)對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速的控制系統(tǒng)。因其具有能耗低、可靠性高、控制精確等優(yōu)點(diǎn),在許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。然而,轉(zhuǎn)子無(wú)阻尼繞組的PMSM的采用變頻技術(shù)開(kāi)環(huán)運(yùn)行時(shí),系統(tǒng)不太穩(wěn)定,電機(jī)效率有所下降,轉(zhuǎn)子溫升高,易造成釹鐵硼永磁體退磁,危及電機(jī)安全運(yùn)行,有時(shí)甚至還會(huì)出現(xiàn)失步現(xiàn)象,系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行。PMSM控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行控制都是建立在閉環(huán)控制基礎(chǔ)之上的,因此如何獲取轉(zhuǎn)子位置和速度信號(hào)是整個(gè)系統(tǒng)中相當(dāng)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。當(dāng)前,在大多數(shù)調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,最常用的方法是在轉(zhuǎn)子軸上安裝位置傳感器。但這些傳感器增加了系統(tǒng)的成本,降低了系統(tǒng)的可靠性和耐用性。因此,在一些特殊及控制精度要求不很高的場(chǎng)合,無(wú)傳感器控制將會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。它通過(guò)測(cè)量電動(dòng)機(jī)的電流、電壓等可測(cè)量的物理量,通過(guò)特定的觀測(cè)器策略估算轉(zhuǎn)子位置,提取永磁轉(zhuǎn)子的位置和速度信息,完成閉環(huán)控制。本文以無(wú)位置傳感器PMSM控制系統(tǒng)作為研究對(duì)象,介紹了永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)及其數(shù)學(xué)模型,詳細(xì)地闡述了空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)技術(shù)的理論基礎(chǔ)及其波形的產(chǎn)生機(jī)制,并對(duì)閉環(huán)控制策略進(jìn)行了研究。鑒于數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)TMS320LF2407控制芯片出色的性能和豐富的外設(shè)資源,使用該芯片設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng),通過(guò)對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的試驗(yàn)調(diào)試,實(shí)現(xiàn)了永磁同步電機(jī)的無(wú)位置傳感器控制。 本文借助于MATLAB建立了永磁同步電機(jī)的仿真數(shù)學(xué)模型,并根據(jù)空間矢量脈寬調(diào)制的工作原理,構(gòu)建了永磁同步電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的仿真模型。系統(tǒng)采用αβ定子靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,依據(jù)滑模變結(jié)構(gòu)控制原理,對(duì)永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置角θe和轉(zhuǎn)速ωe進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)估算,不斷修正估算位置^θe,控制定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)垂直并保持與轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)電機(jī)的閉環(huán)調(diào)速運(yùn)行。理論分析和仿真結(jié)果表明,所提出的永磁同步電機(jī)無(wú)傳感器控制方法具有較強(qiáng)的魯棒性和令人滿(mǎn)意的性能。
標(biāo)簽: 滑模觀測(cè)器 永磁同步電機(jī) 無(wú)位置傳感器 控制
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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本文主要介紹了如何運(yùn)用可編程邏輯器件(FPGA)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)。 目前,電機(jī)控制芯片主要有兩種選擇。一種是專(zhuān)用集成芯片(ASIC),一種是單片機(jī)(MCU)或數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)。而FPGA的數(shù)字資源豐富、工作頻率高、可在系統(tǒng)編程等特點(diǎn)使得開(kāi)發(fā)靈活、開(kāi)發(fā)周期相對(duì)短,可以取代前二種通用的方式。本文利用80C196KC和FPGA控制感應(yīng)電機(jī),簡(jiǎn)化了硬件和軟件設(shè)計(jì),并充分利用了FPGA的快速性,利用FPGA,除本身可以用來(lái)控制電機(jī)以外:可以制成通用的“IP核”應(yīng)用到MCU(或DSP),或是作為片內(nèi)外設(shè),這樣就節(jié)約了片內(nèi)資源;另外,它還是ASIC設(shè)計(jì)的驗(yàn)證的必經(jīng)階段,這是本文選題和工作的意義。本文設(shè)計(jì)的FPGA調(diào)速控制系統(tǒng)以及2個(gè)IP核,下載到芯片,通過(guò)驗(yàn)證。 本文第一章緒論介紹了可編程邏輯器件的發(fā)展、應(yīng)用,以及EDA的發(fā)展歷程,還介紹了ASIC等。針對(duì)FPGA的快速發(fā)展,論述了它在變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)。 第二章介紹了交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用情況。著重介紹了電壓空間矢量調(diào)制方式,以及矢量控制技術(shù)、技術(shù)發(fā)展。 第三章詳細(xì)介紹了SVPWM調(diào)速系統(tǒng)整個(gè)系統(tǒng)的FPGA設(shè)計(jì),給出了設(shè)計(jì)思路、具體方案、邏輯時(shí)序分析;最后給出了軟件仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)波形對(duì)照。文中還給出了SVPWM調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)用的FPGA設(shè)計(jì)結(jié)果,驅(qū)動(dòng)電機(jī),得到實(shí)驗(yàn)波形。論證了FPGA在調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用中的可行性和意義。 第四章介紹了作者針對(duì)課題相關(guān)的一些內(nèi)容所設(shè)計(jì)出的IP核,給出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果等。 論文最后,對(duì)本課題所做的工作進(jìn)行了簡(jiǎn)單的總結(jié)。
標(biāo)簽: FPGA 全數(shù)字 交流變頻 調(diào)速系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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對(duì)新型電動(dòng)自行車(chē)的關(guān)鍵動(dòng)力部件———直流無(wú)刷電機(jī)作了深入的剖析與設(shè)計(jì)。本文所介紹的電動(dòng)自行車(chē)中使用的直流無(wú)刷電機(jī),系參考英國(guó)Patscentre 國(guó)際實(shí)驗(yàn)室協(xié)作設(shè)計(jì)產(chǎn)品,采用全電子操縱系統(tǒng),電動(dòng)自行車(chē)
標(biāo)簽: 電動(dòng)自行車(chē) 控制 直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,永磁電機(jī)的研發(fā)和控制技術(shù)都有了快速的發(fā)展。永磁電機(jī)的發(fā)展也帶來(lái)了永磁電機(jī)控制器的發(fā)展,電機(jī)控制器已經(jīng)由傳統(tǒng)的模擬元件控制器,逐漸轉(zhuǎn)向數(shù)模混合控制器、全數(shù)字控制器。基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA——Field Programmable Gate Array)的新一代數(shù)字電機(jī)控制技術(shù)得到越來(lái)越多的關(guān)注。現(xiàn)在的FPGA不僅實(shí)現(xiàn)了軟件需求和硬件設(shè)計(jì)的完美集合,還實(shí)現(xiàn)了高速與靈活性的完美結(jié)合,使其已超越了ASIC器件的性能和規(guī)模。在工業(yè)控制領(lǐng)域,F(xiàn)PGA雖然起步較晚,但是發(fā)展勢(shì)頭迅猛。 本文在介紹了傳統(tǒng)無(wú)刷直流電機(jī)控制技術(shù)的基礎(chǔ)上,分析了采用FPGA實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制的優(yōu)點(diǎn)。詳細(xì)介紹了使用硬件編程語(yǔ)言,在FPGA中編程實(shí)現(xiàn)永磁無(wú)刷直流電機(jī)速度閉環(huán)控制的各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),如:PI調(diào)節(jié)器、數(shù)字PWM等等。在實(shí)現(xiàn)永磁無(wú)刷直流電機(jī)速度閉環(huán)控制的同時(shí),將速度檢測(cè)環(huán)節(jié)采用FPGA實(shí)現(xiàn),減小了系統(tǒng)硬件開(kāi)銷(xiāo)。在實(shí)現(xiàn)單臺(tái)永磁無(wú)刷直流電機(jī)速度閉環(huán)控制的基礎(chǔ)上,本文在一片F(xiàn)PGA芯片上實(shí)現(xiàn)了多臺(tái)永磁無(wú)刷直流電機(jī)的速度閉環(huán)獨(dú)立控制系統(tǒng)。介紹了采用FPGA進(jìn)行多臺(tái)電機(jī)控制具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),這些優(yōu)勢(shì)使得FPGA在實(shí)現(xiàn)多臺(tái)電機(jī)控制時(shí)非常方便,具有單片機(jī)(MCU)和數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。文中對(duì)基于FPGA的單臺(tái)和多臺(tái)永磁無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 FPGA編程靈活,設(shè)計(jì)方便,本文在FPGA中實(shí)現(xiàn)了各種不同的PWM調(diào)制方式。從電路方面詳細(xì)分析了采用不同的PWM調(diào)制,換相時(shí)無(wú)刷直流電機(jī)母線(xiàn)的反向電流問(wèn)題。借助FPGA平臺(tái),對(duì)各種PWM調(diào)制方式進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),對(duì)理論分析進(jìn)行了驗(yàn)證。 另外,本文介紹了目前非常流行的一種FPGA圖形化設(shè)計(jì)方法,即基于XSG(Xilinx System Generator)的FPGA設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)方法具有圖形化、模塊化的優(yōu)點(diǎn),大大方便了用戶(hù)的FPGA開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。在XSG中建立的仿真系統(tǒng),區(qū)別于傳統(tǒng)的Simulink仿真,可以直接生成相應(yīng)的硬件編程語(yǔ)言代碼下載到FPGA中運(yùn)行。本文借助XSG軟件設(shè)計(jì)在XSG/Simulink中實(shí)現(xiàn)了永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的混合建模算法,并進(jìn)行了仿真。
標(biāo)簽: FPGA 永磁電機(jī) 控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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·摘 要:應(yīng)用TMS320X240系列DSP芯片設(shè)計(jì)了一套無(wú)刷同步電機(jī)全數(shù)字智能伺服系統(tǒng)。該系統(tǒng)充分利用了DSP豐富接口和運(yùn)算速度快的特點(diǎn),使所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)硬件簡(jiǎn)單,并采用智能控制策略對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特性。
標(biāo)簽: 無(wú)刷直流電機(jī) 全數(shù)字 伺服控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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dsPIC對(duì)于直流無(wú)刷BLDC無(wú)傳感器電機(jī)控制的應(yīng)用筆記(中文)
標(biāo)簽: dsPIC BLDC 直流無(wú)刷 應(yīng)用筆記
上傳時(shí)間: 2013-07-12
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經(jīng)由改變外部閘極電阻(gate resistors)或增加一個(gè)跨在汲極(drain)和源極(source)的小電容來(lái)調(diào)整MOSFET的di/dt和dv/dt,去觀察它們?nèi)绾螌?duì)EMI產(chǎn)生影響。然後我們可了解到如何在效率和EMI之間取得平衡。我們拿一個(gè)有著單組輸出+12V/4.1A及初級(jí)側(cè)MOSFET AOTF11C60 (αMOSII/11A/600V/TO220F) 的50W電源轉(zhuǎn)接器(adapter)來(lái)做傳導(dǎo)性及輻射性EMI測(cè)試。
上傳時(shí)間: 2014-09-08
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摘要:針對(duì)砂輪產(chǎn)品生產(chǎn)中傳統(tǒng)的人工稱(chēng)重速度慢、精度低等問(wèn)題,設(shè)計(jì)了碳化硅砂子自動(dòng)稱(chēng)重系統(tǒng).該系統(tǒng)采用C8051F020單片機(jī)實(shí)現(xiàn)傳感器微弱信號(hào)的采集與轉(zhuǎn)換,對(duì)A/D轉(zhuǎn)換值進(jìn)行數(shù)字平均值濾波,并對(duì)主直流電機(jī)進(jìn)行PWM調(diào)速控制,實(shí)現(xiàn)碳化硅砂子的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確稱(chēng)重與定量輸送.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該系統(tǒng)動(dòng)態(tài)稱(chēng)重精度較高,誤差為±0.1 g,可完全滿(mǎn)足生產(chǎn)要求.
標(biāo)簽: C8051F020 自動(dòng) 稱(chēng)重 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-10-19
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摘要:介紹了以AT89C51單片機(jī)為控制中樞,利用EXB841專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)及保護(hù)器件對(duì)功率模塊絕緣柵雙極晶體管(IGBT)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)與保護(hù)的變頻器設(shè)計(jì)方法。介紹了EXB841在應(yīng)用中的一些原則性事項(xiàng),闡述了AT89C51單片機(jī)產(chǎn)生正弦脈寬調(diào)制(SPWM)脈沖的算法及編程方法,描述了異步電動(dòng)機(jī)在變壓變頻(VVVF)調(diào)速時(shí)的近似機(jī)械特性及變頻調(diào)速方式下的主要對(duì)策以及帶有反饋信號(hào)的輸出控制方式的實(shí)現(xiàn),最后給出了變頻調(diào)速控制下的實(shí)際數(shù)據(jù)。關(guān)鍵詞:IGBT;驅(qū)動(dòng);逆變;變壓變頻
上傳時(shí)間: 2013-11-07
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特點(diǎn) 精確度0.05%滿(mǎn)刻度 ±1位數(shù) 可量測(cè) 交直流電流/交直流電壓/電位計(jì)/傳送器/Pt-100/荷重元/電阻 等信號(hào) 顯示范圍0- ±19999可任意規(guī)劃 具有自動(dòng)歸零與保持(開(kāi)根號(hào))功能 具有9段線(xiàn)性折補(bǔ)功能 4組警報(bào)功能 15BIT 類(lèi)比輸出功能 數(shù)位RS-485界面
上傳時(shí)間: 2013-10-12
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