文档介绍：摘要
同步电机交直交调速系统拥有功率密度大、谐波污染小、控制性能理想等方面的
诸多优点。同时,随着电力电子技术、微电子技术以及现代控制理论的快速发展,
对同步电机控制系统得全数字化控制,先进的控制策略等技术的发展产生了巨大的
推动作用。同步电机交直交调速系统已成为当今大功率电力传动研究方向之一,国
内外多家机构都已经开展了对大功率同步电机交直交变频调速系统的研究,本文在
国防“十五”预先研究重点项目资助下,以电励磁同步电机为研究对象,在深人研
究同步电机交直交变频矢量控制技术的基础上,研制一套全数字控制的同步电机交
直交变频调速系统实验装置,为进一步研究其调速性能,控制策略以及各种大功率
变频器拓扑提供优良的实验平台
本文首先分别建立了同步电机在 A-B-C 坐标系、d-q 坐标系以及气隙磁场定向的
M-T 坐标系下的数学模型,推导了同步电机气隙磁场定向控制策略,在此基础上得
到了同步电机交直交变频调速矢量控制系统结构,为实验装置的设计和研制提供理
论依据。
依据同步电机矢量控制原理,设计了基于 DSP 的全数字控制同步电机矢量控制
系统试验平台,详细介绍了主电路、控制电路以及检测电路的设计与参数、器件选
型,并对各部分设计进行了实验验证,试验结果证明了硬件系统设计的正确性,为
后续软件系统的建立提供了可靠的研究平台。
详细论述了系统闭环控制中数字 PI 调节器的参数设计方法,给出了同步电机矢
量控制系统的软件结构。着重介绍逆变器电压空间矢量(SVPWM)算法与同步电机气
隙磁场定向算法的数字化实现方法以及 PI 调节器的计算机实现方法。然后就软件系
统设计必须注意的问题进行了介绍。
最后,对本文设计的整套同步电机矢量系统进行了试验研究,试验结果表明本文
设计的同步电机矢量控制系统具有良好的动、静态性能。
关键词:同步电机矢量控制气隙磁场定向逆变器空间矢量
I
Abstract
Variable frequency speed system of synchronous motor with AC-DC-AC inverter is a
major area in the development of high-power AC drive system because of its high power
density, low harmonic pollution as well as control-performance. Meanwhile, the fast
development of power electronics、micro-electronics and modern theory brought high
impulsively effects to the development of the advanced control strategies and full digital
control technique for synchronous motor. Variable speed system of synchronous motor
with AC-DC-AC inverter have been became an important research direction in high power
AC drive field. This paper gains the bankroll of advanced research project of
"Tenth-Five-Year-Plan" Its takes electrically excited synchronous motor as the main
research object. Based on the further research of the vector control technology, the paper
manufactures a full digital synchronous motor vector control system device. That provides
a reliable experimental platform for research the speed adjusting performance, control
strategies and topology of high-power inverter.
Firstly this paper establishing the mathematic models in A-B