永磁同步电机控制系统 (2)

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,永磁同步电机控制系统,05.11,1,一 控制方式,二,SVPWM,产生原理,三 转子初始化定位,2,一 控制方式,它控式,由其它装置带动电机转动,自控式,由自身控制电机转动。永磁同步电机同步就是指电流频率和转速是同步的，自控式就是控制电流频率来实现控制转速。通常采取矢量控制,3,矢量控制原理图,4,坐标变换图,abc,三相定子电流，经过,claeke,变换为,坐标系，在经过,park,变换为,dq,坐标,5,Clarke,变换与逆变换,Park,变换与逆变换,6,一 控制方式,二,SVPWM,产生原理,三 转子初始化定位,7,二,SVPWM,产生原理,SVPWM,是通过三相交流逆变桥的,6,个开关的不同导通模式产生不同的电压基本矢量，通过矢量合成，来合成任意矢量（在实际允许范围内），通过导通时间的不同大小，来确定矢量的大小，这也就是,SVPWM,调制的原理。,8,电压空间矢量六边形矢量图,9,由上图可以算出,10,SVPWM,产生的软件流程方框图,SVPWM,的软件实现,11,第一步：根据 和 确定电压空间矢量的相位 置，即其所在的扇区。,模块输入,d_q,坐标系中,d,轴电压分量值,Ud,和,q,轴电压分量,Uq,，经过反,PARK,变换，转换为,坐标系中，轴电压分量 和 轴电压分量 ，输入,SVGEN_DQ,模块。在此模块中，首先,通过计算参考电压矢量在,A_B_C,定子坐标系下,的投影,Ua,、,Ub,、,Uc,，然后投影值与,0,比较，确,定扇区。,12,13,第二步：计算两个相邻基本空间电压矢量的导通,时间,确定扇区后，就能够确定相邻两个基本空间电,压矢量 和 ，以,0,扇区，和,为基本空间矢量为例说明，如下图所示。,14,15,第三步：计算三个比较器的占空比,根据各相位置，分配三个比较器的占空比，如下表所示,。,16,最后，将,taon,、,tbon,、,tcon,送入,DSP,的比较寄存器，由,DSP,的硬件电路输出六路,PWM,脉冲给电机驱动板驱动电机运转。,17,一 控制方式,二,SVPWM,产生原理,三 转子初始化定位,18,三 转子初始化定位,转子初始位置信息是电动机正常起动运行的前提，也是控制算法正确实施的必要条件。若转子初始位置检测失误，会严重影响到以后对转子位置的计算，以致无法正确完成关于电机控制的其他一系列算法，将造成电机运转的紊乱并使之无法进入正常的运转状态。通常采取的方法有,:,(1),磁定位法即强制启动使转子转到一个已知位置,;,(2),静止时通过特定的算法估算转子位置。,19,永磁同步电机转矩方程,对于表面式,PMSM,，,于是电磁转矩方程为：,。,，电机逆时针转动；当,，电机顺时针转动；,，电机不转，,20,当给电机定子通如图所示的,is,电流矢量时,电磁转矩方程为：,于是通过转子的转动方向可以得出转子的初始位置信息,21,1.,磁定位法原理,a,转子在任意初始位置,b,给定子通,is,电流矢量后,c dq,坐标系旋转后,磁定位法即是给定子通,的电流矢量，从而使,a,轴、,d,轴、,轴重合，实现转子的初始化定位。,22,2.,基于磁定位原理的摄动定位,磁定位法可以精确实现转子的初始定位，但可能造成转子较大幅度的转动，这在有些机械设备上是不容许的。,基于磁定位原理的摄动定位方法：给定子通以 方向为 的电流矢量，电动机在上述电流矢量的作用之下开始旋转，通过编码器脉冲信号可得到电机的转动方向，一旦检测到编码器脉冲数有变化，便立即封锁,PWM,输出，转子的位置改变很小，而根据电机转向和给定的电流矢量就可以大致确定电机转子的位置。接着改变电流矢量方向 ，使给定的电流矢量更接近电机转子的磁极，再检测电机的转向，通过转向来实现对转子初始位置的定位。,23,检测转子初始位置（即 ）步骤如下：,第一步 确定一个,45,范围,第二步 摄动定位过程,24,100,的定位摄动过程,分别给定子施加了,2.5,、,2.25,、,2.125,、,2.1875,、,2.21875,这几个角度,值的电流矢量,25,第一步，可以确定在一个,15,度范围内,第二步,第三步,26,谢谢！,27,