优秀硕士毕业答辩幻灯片.ppt

1、西南石油大学2008届硕士研究生学位论文答辩,论文题目： 基于DSP的三相异步电动机 变频调速系统研究与设计,汇报内容,应用范围广,交 流 变 频 调 速,耗电量大,国外,总装机容量已达4亿千瓦 年耗电量6000亿千瓦时 约占工业耗电量的80%,生产的总电能有一半以 上用于电机的能量转换 80%左右的是异步电机,国内,节能效果显著,电力电子器件,闸流管,晶闸管,GTO GTR IGBT MCT,国内外研究现状,控制理论,PWM控制,智能控制,微处理器,单片机,DSP,RISC,FOC DTC, 研究内容,设计转速、磁链闭环矢量控制变频调速系统电气原理图。 用Matlab/Simulink对三相

2、异步电动机矢量控制系统进行仿真研究。 以TMS320LF2407A DSP芯片为控制核心，对变频调速系统进行硬件设计。 用TMS320LF2407A汇编语言编写矢量控制变频调速软件。 构建变频调速实验装置，对实验装置进行硬件和软件调试。 在实验装置上进行变频调速实验研究。,三相异步电动机变频调速系SIMULINK仿真,带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统电气原理图,系统仿真模型,子模块仿真模型,dq0_to_abc模块仿真模型,滞环脉冲发生器仿真模型,转子磁链电流仿真模型,转速PI调节器（ASR）仿真模型,矢量控制系统的Simulink仿真结果,定子三相电流和转子两相电流波形图,定子磁链和转

3、子磁链波形图,矢量控制系统的Simulink仿真结果,两相同步旋转坐标系下的定子电流,转速和转矩波形图,4 基于DSP的三相异步电动机 矢量控制变频调速系统设计,系统设计,硬件设计,软件设计,主电路设计,控制电路设计,转速检测电路设计 电流检测电路设计 显示电路设计 通信电路设计,整流滤波电路设计 逆变电路设计 泵升电路设计,相电流检测 光电编码转速检测 坐标变换 转子磁链位置计算 电流PI调节 速度PI调节 电压空间矢量波形生成,系统硬件设计,基于DSP的三相异步电动机变频调速系统结构框图,主电路设计,PM25RSB-120内部结构电路图,IPM驱动和保护电路设计,TMS320LF2407A

4、核心电路,电源电路,晶振电路,TMS320LF2407A核心电路,JTAG接口电路,外部扩展RAM CY7C1021,转速检测电路设计,高速光耦与QEP接口电路图,M法测速：一定的时间TC内对输入脉冲的个数进行计数 采用欧姆龙公司的旋转编码器，型号是OVW2-2048-2MD,电流检测电路设计,电流采样及信号调理电路图,显示电路设计,显示电路图,串行通信电路设计,串行通信接口电路图,故障综合入口电路设计,故障综合入口电路图,系统软件设计,DSP实现异步电动机矢量控制算法的结构框图,主程序流程图,T1下溢中断服务子程序流程图,变频调速系统中主要模块的DSP软件实现,转子磁链位置计算 转速和电流采

5、样参数的规格化处理 坐标变换 数字PI调节器的实现 电压空间矢量SVPWM的产生,转子磁链位置计算,静态时： 动态时，令： 则有：,坐标变换,Park变换程序流程图,Clarke变换程序流程图,将360度平均分成256份，每份1.40625，变成256个sin值数据表。 在计算cos时，利用正、余弦角度规律，查sin值数据表即可得出结果。,转速和电流采样参数规格化处理,Q格式 标幺值（Per Unit，简称PU）模式，Q15格式 设计规则：先估计一个数的变化范围，然后再去设计这个数的精度。 电流、速度Q12 格式,数字PI调节器设计,防积分饱和的PI调节器原理图,在由电力电子器件组成的电机调速

6、系统中，一般采用防饱和且带限幅的比例积分（PI）调节器来完成校正任务。,电压空间矢量脉宽调制波形生成,PWM波形图,DSP实现电压空间矢量 SVPWM的程序流程图,系统调试及实验结果,变频调速实验装置总体图,硬件实物图,主电路与控制电路实物图,DSP核心板和外部扩展板实物图,系统调试,PWM1和 PWM2引脚的输出信号波形,PWM1引脚和UP输出信号波形,串行通信调试简易界面,V/F开环实验结果表,V/F闭环实验结果表,结论,设计出了转速、磁链双闭环矢量控制变频调速系统电气原理图。 用Matlab/Simulink软件对矢量控制系统进行了仿真实验研究； 仿真结果表明矢量控制算法非常成功，系统稳态精度高， 动态调节时间较短、超调量小、抗干扰能力强。 对三相异步电动机矢量控制变频调速系统进行了硬件设计与调试。 对三相异步电动机矢量控制变频调速系统进行了软件设计与调试。,结论,所有的TMS320LF2407A矢量控制变频调速程序都在DSP核心电路板上调试通过。 开发了一套基于TMS320LF2407A DSP的三相异步电动机变频调速实验装置； 在该实验装置上进行了三相异步电动机V/F开环和V/F闭环变频调速实验； 实验结果表明，利用SVPWM控制技术能够实现电动机的平滑调速，系统稳态精度较高。,建议,