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《實驗九 基于DSP的矢量變換控制與直接轉(zhuǎn)矩控制變頻調(diào)速系統(tǒng)2010》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、實驗九基于DSP的矢量變換控制與直接轉(zhuǎn)矩控制變頻調(diào)速系統(tǒng)一一一．一．．．實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?．了解以TMS320F240為核心構(gòu)成的全數(shù)字控制感應(yīng)電機變頻調(diào)速實驗系統(tǒng)的硬件與軟件組成。2．掌握采用正弦脈寬調(diào)制（SPWM）和空間矢量脈寬調(diào)制（SVPWM）的感應(yīng)電機開環(huán)變壓變頻（VVVF）調(diào)速系統(tǒng)的工作原理、優(yōu)缺點及應(yīng)用場合。3．掌握采用磁場定向控制（FOC）與直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）的感應(yīng)電機變頻調(diào)速閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作原理、優(yōu)缺點及應(yīng)用場合。4．掌握不同控制方式時的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)與動態(tài)特性以及有關(guān)控制參數(shù)變化的影響。5．掌握感應(yīng)電機變頻調(diào)速系統(tǒng)的實驗研究方
2、法，包括虛擬儀器的使用。二．實驗內(nèi)容1．熟悉變頻調(diào)速實驗系統(tǒng)的配置與結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上完成實驗接線。并通過仔細閱讀“MCL-13(V1.1)上位機程序使用說明”，熟悉在上位機界面上進行實驗操作的方法。2．采用正弦脈寬調(diào)制（SPWM）的開環(huán)VVVF調(diào)速系統(tǒng)的實驗研究：（1）分別在不同調(diào)制方式（同步、異步和分段同步）下，觀測不同調(diào)制方式與有關(guān)參數(shù)變化對系統(tǒng)性能的影響，作比較研究：①在同步調(diào)制時，觀測載波比變化對不同速度下，定子磁通軌跡的影響；②在異步調(diào)制時，觀測載波頻率變化對不同速度下，定子磁通軌跡的影響；③在分段同步調(diào)制時，改變頻率分段與各段載波比
3、，觀測不同速度下定子磁通軌跡的變化。④比較不同調(diào)制方式的優(yōu)缺點，總結(jié)參數(shù)調(diào)試經(jīng)驗。（2）測取系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)機械特性n=f(M)；（3）觀測并記錄啟動時電機定子電流和電機速度波形iv=f(t)與n=f(t)；（4）觀測并記錄突加與突減負載時的電機定子電流和電機速度波形iv=f(t)與n=f(t)；（5）觀測低頻補償程度改變對系統(tǒng)性能的影響。3．采用空間矢量脈寬調(diào)制（SVPWM）的開環(huán)VVVF調(diào)速系統(tǒng)的實驗研究：（1）~（5）同前2。4．采用磁場定向控制（FOC）的感應(yīng)電機變頻調(diào)速系統(tǒng)的研究：（1）在默認參數(shù)下，測取系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)機械特性n=f(M)，觀察定
4、子磁通軌跡；（2）觀測并記錄啟動時電機定子電流和電機速度波形iv=f(t)與n=f(t)；（3）觀測并記錄突加與突減負載時的電機定子電流和電機速度波形iv=f(t)與n=f(t)；（4）研究速度調(diào)節(jié)器參數(shù)（P、I）改變對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)與動態(tài)性能的影響；（5）研究電流調(diào)節(jié)器參數(shù)（P、I）改變對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)與動態(tài)性能的影響；（6）研究轉(zhuǎn)子回路時間常數(shù)（T2=Lr/Rr）改變對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)與動態(tài)性能的影響；5．采用直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）的感應(yīng)電機變頻調(diào)速系統(tǒng)的研究：（1）~（4）同磁場定向控制系統(tǒng)；（5）研究轉(zhuǎn)矩與磁通調(diào)節(jié)器滯環(huán)寬度改變對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)與動態(tài)性能的影響；
5、（6）研究定子電阻變化對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)與動態(tài)性能的影響；6．對以上不同控制方式下感應(yīng)電機變頻調(diào)速系統(tǒng)的性能進行比較研究。三．實驗系統(tǒng)組成及工作原理基于DSP的高性能變頻調(diào)速系統(tǒng)原理框圖如圖7—5所示：系統(tǒng)主電路采用交-直-交電壓源型變頻器，功率器件采用智能功率模塊IPM，該模塊包含了由六個IGBT、六個續(xù)流二極管、柵極驅(qū)動電路、邏輯控制電路以及欠壓、過流、短路、過熱等保護電路，模塊的主電路部分共有5個端子，即直流電壓輸入端+、-，三相交流電壓輸出端U、V、W，控制部分共有15個端子，用于PWM信號輸入、故障信號輸出及驅(qū)動電源等，驅(qū)動電源為4組+15V
6、電源，DSP生成的PWM信號需通過光耦合器隔離后輸入。該智能功率模塊的應(yīng)用，減小了裝置的體積，提高了變頻系統(tǒng)的性能與可靠性?？刂葡到y(tǒng)由DSP、信號檢測電路、驅(qū)動與保護電路等組成，DSP采用美國TI(TexasInstruments)公司于1998年推出的16位數(shù)字信號處理器(DigitalSignalProcessor簡稱DSP)TMS320X24x系列芯片，該芯片是專門為電機的數(shù)字化控制而設(shè)計的，它集DSP的信號高速處理能力及適用于電機控制的優(yōu)化外圍電路于一體，為電動機數(shù)字控制系統(tǒng)應(yīng)用提供了一個理想的解決方案，從而成為傳統(tǒng)的多微處理器單元和昂
7、貴的多片設(shè)計的理想替代，每秒執(zhí)行20兆條指令的運算能力，使該系列芯片能提供比傳統(tǒng)16位微處理器強大得多的性能。該系列芯片的16位定點DSP內(nèi)核為模擬設(shè)計者提供了一個數(shù)字解決方案，并且不會犧牲原有系統(tǒng)的精度和性能，事實上，由于可以采用諸如自適應(yīng)控制、卡爾曼濾波和狀態(tài)控制等先進的控制算法，因而增強了系統(tǒng)性能。高速CPU允許數(shù)字控制設(shè)計者能夠?qū)崟r處理算法而不需通過查表只能獲得近似值，幾乎所有的指令都可在50ns的單周期內(nèi)完成，如此高的性能可以對非常復(fù)雜的控制算法進行實時運算，此外，還可支持非常高的采樣率，以減小循環(huán)延時。作為系統(tǒng)管理器，DSP必須具備
8、強大的片內(nèi)I/O和其它外設(shè)功能，該系列芯片內(nèi)的事件管理器可以為所有電機類型用戶提供高速、高效和全變速的先進控制技術(shù)。在該事件管理器中，包括特殊的PWM
