基于DSP新型固定矢量合成的异步电机三电平直接转矩控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于DSP新型固定矢量合成的异步电机三电平直接转矩控制系统，传统异步电机转速及电磁转矩波动较大，运行不稳定，同时存在中点电位偏移，造成开关损耗；本实用新型专利技术可有效解决转速和转矩的过大波动，使这两个量的输出趋于稳定，并且减少开关损耗使中点电位控制在理想范围内，同时DSP使矢量合成准确无误，使电机准确稳定运行。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及对异步电机控制优化
，具体为一种基于DSP新型固定矢量合成的异步电机三电平直接转矩控制系统。
技术介绍
自从电力电子技术发展以来，电机的控制系统也越来越复杂，设计出的控制种类也越来越多，同时用户对电机功能和稳定性的要求也越来越高，为了满足电机控制系统的安全稳定运行，需要对电机控制方式进行优化，现有的电机计算比较繁琐，响应慢以及性质容易受电机参数等影响。同时两电平的逆变器的拓扑结构会有较高的通态损耗、开关损耗、输出滤波电感损耗，效率也不高；传统的固定合成矢量法在控制电机时转速与转矩存在波动，稳定性差，同时中点电位存在偏移，这给电机稳定高效的运行带来较大影响。目前固定矢量和多电平的电机控制较少使用，这种控制方法的优点是控制结构简单、动态响应快及鲁棒性高，本技术公开了一种更加安全、可靠、智能的基于DSP新型固定矢量合成的异步电机三电平直接转矩控制系统，采用NPC型三电平逆变器拓扑结构来减少通态损耗、开关损耗、输出滤波电感损耗，提升效率的同时利用新型固定矢量合成法，对中点电位进行控制，减少中点电位的不平衡给电机带来波动，利用DSP来控制固定矢量合成，可实现人机交换控制，很大程度上减少人为控制产生的错误，可使电机准确稳定的运行，最大程度避免了生命安全和财产的损失。
技术实现思路
本技术目的是提供一种基于DSP新型固定矢量合成的异步电机三电平直接转矩控制系统，已解决现有技术可靠性和安全性上的难题。为了达到上述目的，本技术所采取的技术方案为:基于DSP新型固定矢量合成的异步电机三电平直接转矩控制系统，其特征在于包括:供电模块、数据传输模块、主回路电路模块、控制回路模块；供电模块包括交流电源和整理电路，将交流电整流成直流电送入主回路中NPC型三电平逆变电路中；数据传输模块包括用于串口通信的RS232总线、RS485总线和CAN总线；主回路电路模块包括NPC型三电平逆变电路、电压检测电路、光耦隔离驱动电路、电流检测电路、光电编码器以及交流异步电机，当NPC型三电平逆变电路接收到交流电后在送入异步电机中外还送入辅助电路处理准备向控制回路模块传输数据，同时光电编码器将电机信号转换成数字信号送入控制模块；控制回路模块包括TMS320LF2407系列的DSP、PC、键盘、LED ;当电机运行经过一系列电路作用再由DSP控制新型固定矢量合成来控制异步电机的运行，这样就可以解决电机在运行中存在的问题。所述的基于DSP新型固定矢量合成的异步电机三电平直接转矩控制系统，其特征在于:供电模块包括交流电源和整理电路；交流电源是工频50Hz的交流电，整流电路是将交流电整流直流电的电路。所述的基于DSP新型固定矢量合成的异步电机三电平直接转矩控制系统，其特征在于:数据传输模块包括用于串口通信的RS232总线、RS485总线和CAN总线；RS232总线实现检测以及驱动电路和TMS320LF2407系列的DSP的连接，将经各部分电路处理的数据向DSP传输，RS485总线是实现DSP与交流异步电机的连接，将新型合成的固定矢量输入异步电机中，CAN总线实现键盘和PC之间的连接，完成人机数据的传送。所述的基于DSP新型固定矢量合成的异步电机三电平直接转矩控制系统，其特征在于:主回路电路模块包括NPC型三电平逆变电路、电压检测电路、光耦隔离驱动电路、电流检测电路、光电编码器以及交流异步电机；NPC型三电平逆变电路具有27种开关量，将直流电逆变成符合要求的交流电，此逆变电路具有较好的控制作用，电压和电流检测电路是将经逆变成的交流电经这些辅助电路进行检测输出满足要求的交流电，光耦隔离驱动电路是为了进行间接驱动，避免直接驱动带来的影响，光电编码器将交流异步电机信号转换成数字信号输入DSP进行处理，其中光电编码器采用奥的斯型号为DAA633D2的光电编码器。所述的基于DSP新型固定矢量合成的异步电机三电平直接转矩控制系统，其特征在于:控制回路模块包括TMS320LF2407系列的DSP、PC、键盘、LED ；PC和TMS320LF2407系列的DSP连接，键盘通过CAN总线与PC连接，进行合成矢量的输入，LED同样与PC连接，用于数据的实时显示监控。本技术采用工频50Hz的交流电源输入经整流电路变为直流电，再经过NPC型三电平逆变电路逆变为交流电，此逆变的交流电给交流电机让其运行，同时将电流在电压检测电路、光耦隔离驱动电路、电流检测电路的作用下经RS232总线送入TMS320LF2407系列的DSP，电机在运行的过程中经光电编码器将交流异步电机信号转换成一种数字信号输入DSP进行处理，两者完成检测和处理后让操作人员由键盘通过CAN总线向PC输入程序，LED用于数据显示，然后PC与DSP连接将数据输入到控制器中，这时DSP通过RS485总线结合新型固定合成矢量来控制交流异步电机，最终使异步电机减少通态损耗、开关损耗、输出滤波电感损耗，使电机动态性能稳定，最大程度避免生命危害和财产损失。本技术的优点是:本技术的电路简单可靠、数据传输可靠、操作简单、安全价值高、便于维护等许多优点。【附图说明】图1为本技术结构框图【具体实施方式】结构框图如图1所示，基于DSP新型固定矢量合成的异步电机三电平直接转矩控制系统，包括供电模块、数据传输模块、主回路电路模块、控制回路模块，其特征在于:采用工频50Hz的交流电源(I)输入经整流电路⑵变为直流电，再经过NPC型三电平逆变电路(3)逆变为交流电，此逆变的交流电给交流异步电机(16)让其运行，同时将电流在电压检测电路(4)、光耦隔离驱动电路(5)、电流检测电路(6)的作用下经RS232总线(7)送入DSP(8)，电机在运行的过程中经光电编码器(15)将交流异步电机信号转换成一种数字信号输入DSP (8)进行处理，两者完成检测和处理后让操作人员由键盘(11)通过CAN总线(10)向PC(9)输入程序，LED(12)用于数据显示，然后PC(9)与DSP(S)连接将数据输入到控制器中，这时DSP(8)通过RS485总线(13)结合新型固定合成矢量(14)来控制交流异步电机(16)，最终使异步电机(16)减少通态损耗、开关损耗、输出滤波电感损耗，使电机动态性能稳定。原理如图1所示，此设计分为两部分，第一部分是NPC型三电平控制电机，交流电源经整流电路变为直流电，再经NPC型三电平逆变电路变为交流电，同时将电流在电压检测电路、光耦隔离驱动电路、电流检测电路的作用下经RS232总线送入DSP中，同时电机在运行后经光电编码器将交流异步电机信号转换成一种数字信号输入DSP进行处理；第二部分是DSP控制矢量合成控制电机，键盘通过CAN总线向PC输入程序，LED用于数据显示，然后PC与DSP连接将数据输入到控制器中，这时DSP通过RS485总线结合新型固定合成矢量来控制交流异步电机，最终使异步电机减少损耗，使电机动态性能稳定。【主权项】1.基于DSP新型固定矢量合成的异步电机三电平直接转矩控制系统，其特征在于包括:供电模块、数据传输模块、主回路电路模块、控制回路模块；供电模块包括交流电源和整理电路，将交流电整流成直流电送入主回路中NPC型三电平逆变电路中；数据传输模块包括用于串口本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于DSP新型固定矢量合成的异步电机三电平直接转矩控制系统，其特征在于包括：供电模块、数据传输模块、主回路电路模块、控制回路模块；供电模块包括交流电源和整理电路，将交流电整流成直流电送入主回路中NPC型三电平逆变电路中；数据传输模块包括用于串口通信的RS232总线、RS485总线和CAN总线；主回路电路模块包括NPC型三电平逆变电路、电压检测电路、光耦隔离驱动电路、电流检测电路、光电编码器以及交流异步电机，当NPC型三电平逆变电路接收到交流电送入异步电机中外还送入辅助电路处理准备向控制回路模块传输数据，同时光电编码器将电机信号转换成数字信号送入控制模块；控制回路模块包括TMS320LF2407系列的DSP、PC、键盘、LED；当电机运行经过一系列电路作用再由DSP控制新型固定矢量合成来控制异步电机的运行，这样就可以解决电机在运行中存在的问题。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗倩，张森，李楠，刘骏，岳野，杨杰，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：新型
国别省市：安徽;34