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基本信息

項目名稱:
基于DSP的全數(shù)字化永磁同步電機調(diào)速系統(tǒng)
小類:
機械與控制
簡介:
數(shù)字交流伺服系統(tǒng)在許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用,以永磁同步電機為執(zhí)行機構(gòu)的交流伺服系統(tǒng)也逐漸地成為伺服系統(tǒng)發(fā)展的主流,因此研發(fā)高品質(zhì)的全數(shù)字化永磁同步電機伺服控制系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實意義。 本伺服系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)選用永磁同步電機,主控芯片采用TMS320F2812 DSP,實現(xiàn)了伺服調(diào)速系統(tǒng)的全數(shù)字化;控制算法上選用了抗干擾能力強的積分滑模變結(jié)構(gòu)控制方法,實現(xiàn)了額定轉(zhuǎn)速內(nèi)電機的精準(zhǔn)調(diào)速。
詳細(xì)介紹:
一、 簡介 數(shù)字交流伺服系統(tǒng)在許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用,以永磁同步電機為執(zhí)行機構(gòu)的交流伺服系統(tǒng)也逐漸地成為伺服系統(tǒng)發(fā)展的主流,因此研發(fā)高品質(zhì)的全數(shù)字化永磁同步電機伺服控制系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實意義。 二、 特點 1. 本伺服系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)選用永磁同步電機,達(dá)到高效節(jié)能效果; 2. 采用TI公司的TMS320F2812 DSP作為主控芯片,實現(xiàn)了伺服調(diào)速系統(tǒng)的全數(shù)字化; 3. 控制策略上采用了矢量控制方法,控制技術(shù)采用了SVPWM方法,控制算法上選用了抗干擾能力強的積分滑模變結(jié)構(gòu)控制方法,實現(xiàn)了額定轉(zhuǎn)速內(nèi)電機的精準(zhǔn)調(diào)速 三、 系統(tǒng)說明 本系統(tǒng)的工作電源就是我們?nèi)粘I钪械慕涣麟娫矗容^方便,因為還在實驗室階段,調(diào)速目前只能通過程序預(yù)先設(shè)置,所以現(xiàn)在必須軟件調(diào)速。若以后實際應(yīng)用,可以外接一定的裝置來實現(xiàn)實際調(diào)速。 參考資料:TI相關(guān)文檔和上海三意公司的相關(guān)資料

作品圖片

  • 基于DSP的全數(shù)字化永磁同步電機調(diào)速系統(tǒng)

作品專業(yè)信息

設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

數(shù)字交流伺服系統(tǒng)在當(dāng)代許多高科技領(lǐng)域上都得到了比較廣泛的應(yīng)用,以永磁同步電機為執(zhí)行機構(gòu)的交流伺服系統(tǒng)也逐漸地成為伺服系統(tǒng)發(fā)展的主流,加上全數(shù)字化必將是未來伺服驅(qū)動技術(shù)發(fā)展的趨勢,因此研發(fā)高品質(zhì)的全數(shù)字化永磁同步電機伺服控制系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實意義。 該伺服調(diào)速系統(tǒng)采用矢量控制策略,控制技術(shù)采用電壓空間矢量PWM(SVPWM)技術(shù),控制芯片采用了TI公司的TMS320F2812 DSP芯片。整個系統(tǒng)采用轉(zhuǎn)速和電流雙閉環(huán)控制,在速度調(diào)節(jié)器方面采用了積分滑模變結(jié)構(gòu)控制方法,實現(xiàn)了該系統(tǒng)的精準(zhǔn)調(diào)速。

科學(xué)性、先進(jìn)性

永磁同步電機采用永磁鐵勵磁,所以其有著很多電勵磁電機無可比擬的優(yōu)點,比如其效率高,功率因數(shù)高,啟動轉(zhuǎn)矩大,溫升低,抗過載能力強等,所以永磁同步電機作為執(zhí)行機構(gòu)的交流伺服系統(tǒng)也逐漸成為伺服系統(tǒng)發(fā)展的主流。本作品正是基于這個潮流,采用了永磁同步電機作為研究對象,完成了該數(shù)字化伺服調(diào)速系統(tǒng)。本文的先進(jìn)性是在系統(tǒng)的速度調(diào)節(jié)器環(huán)節(jié)采用了積分變結(jié)構(gòu)滑模控制取代了傳統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)器,使整個系統(tǒng)的調(diào)速性能更加優(yōu)越,減小了響應(yīng)時間,同時增加了調(diào)速的準(zhǔn)確性。

獲獎情況及鑒定結(jié)果

作品所處階段

實驗室研究階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

作品可展示的形式

實物展示

使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測

在國內(nèi),先進(jìn)的電機控制方法在永磁同步電動機上的實際運用研究較少,而本該系統(tǒng)針對這點采用了先進(jìn)積分滑模變結(jié)構(gòu)控制方法對永磁電機進(jìn)行了控制,實現(xiàn)了本伺服系統(tǒng)的全數(shù)字化,在調(diào)速方面能達(dá)到響應(yīng)快,精度高等要求,而且整個系統(tǒng)易于控制。 本系統(tǒng)應(yīng)用范圍比較廣,凡是涉及到電機調(diào)速的場合都可以應(yīng)用,比如我們常見的起重機,通過本系統(tǒng)的精準(zhǔn)調(diào)速可以提高其工作效率。 永磁同步電機相對于異步電機效率較高,從我國的節(jié)能減排國策來看,永磁同步電機必將取代異步電機,所以該產(chǎn)品應(yīng)該有著廣闊的市場前景。

同類課題研究水平概述

國外交流伺服產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家有很多,如日本的安川公司、三菱公司、松下公司,德國的西門子公司、KEB公司、BOSCH公司,美國的Kollmoen公司、Emerson公司、AMC公司,瑞典的ABB公司等已先后生產(chǎn)出了性能很好的伺服控制器。他們的交流伺服系統(tǒng)全部實現(xiàn)了數(shù)字化,都采用了DSP芯片,其中美國Kollmorgen公司工業(yè)驅(qū)動部分是美國最大的,同時也是技術(shù)最先進(jìn)的伺服系統(tǒng)生產(chǎn)廠,在美國占有最大的市場份額。其中的Goldiine系列代表了當(dāng)代永磁交流伺服技術(shù)的最新水平。 國內(nèi)交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)研究起步較晚,相對國外的發(fā)展要落后,電機控制技術(shù)同外國相比還有很多的不足,技術(shù)落后主要是局限于欠缺實用的電機數(shù)字控制算法和高可靠的功率模塊。國內(nèi)對永磁同步電動機調(diào)速控制系統(tǒng)進(jìn)行了很多研究,但主要還存在著以下不足之處: 1)國內(nèi)對永磁同步電動機的研究工作主要側(cè)重于電動機本體的研究,對其調(diào)速控制系統(tǒng)的研究工作較少。 2)對于永磁同步電動機的調(diào)速控制系統(tǒng)的理論研究和仿真研究較多,生產(chǎn)實際中應(yīng)用的成果較少,比如,先進(jìn)的電機控制方法在永磁同步電動機上的實際運用研究較少。 3)受到國內(nèi)設(shè)備、經(jīng)費等條件的限制,對國際上電機調(diào)速領(lǐng)域中的前沿性課題研究較少。對最新出現(xiàn)的電氣傳動研究方向,如:自適應(yīng)控制技術(shù)、人工智能的控制技術(shù)及無速度傳感器技術(shù)與應(yīng)用同國際先進(jìn)水平還有較大差距。
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