论文基于DSP的交流异步调速技术在矿井主提升中和应用是关于对写作异步论文范文与课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文异步论文开题报告范文和相关文献综述及职称论文参考文献资料下载有帮助。
摘 要：矿井主提升是矿井开采生产的重要环节,主提升机多采用大功率电机.随着空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术的发展,交流异步电机的调速性能有了大幅改善.本文介绍了SVPWM的基本原理,并采用德州仪器公司的TMS320F2808作为控制核心,设计出一套交流调速系统,控制性能优秀,可较好的满足矿井主提升的调速要求.
关键词：矿井主提升；空间矢量控制；交流调速
0 引言
矿井生产过程中,主提升是非常重要的一个环节,所有井下产出的原煤都需经主提升机提升至地面.为了生产和检修的需要,提升机必须具有优秀的调速性能.过去为了满足提升机调速性能,常使用直流电机作为驱动,然而直流电机本身结构复杂,造价高昂,维护费用高.三相交流异步电机结构简单,成本低廉,早已在生产生活中大量应用,受限于调速装置无法满足矿井提升机的要求.随着交流调速技术的发展,脉宽调制（PWM）、空间矢量脉宽调制（SVPWM）等技术日趋成熟.同时,电力电子技术、控制理论等学科不断发展,异步电机的交流调速越来越多的应用于实际工程中.
1 异步电机的SVPWM控制理论
1.1 电压空间矢量和磁链空间矢量
近年来,异步电机的调速控制方式已经发展到了全数字化的控制方式.由于SVPWM模型简单,转矩脉动小且具有较好的谐波抑制能力,在现代交流电机控制中应用广泛.
电压空间矢量按照电压所在绕组的空间位置确定,电机定子绕组定义了一个三相静止的平面坐标系.
定子电压UA,UB,UC分别施加在三个轴线上,形成三个电压空间矢量UA,UB,UC.三者按正弦规律变化,合成的空间矢量U是一个以电源角频率ω旋转的空间矢量.
U等于UA+UB+UC （1-1）
对于电流空间矢量I和磁链空间矢量ψ,有
U等于RI+ （1-2）
忽略定子运行的电阻,式（1-2）可变换为
ψ等于ψ0+UtΔt（1-3）
上式中,ψ0为磁链矢量的初始值,Δt为电压矢量Ui作用的时间.
1.2 电压空间矢量分析
图1所示为一个典型的PWM变流器的逆变部分,图中上桥臂V1,V2,V3三个功率管在导通状态下表示为1,关断状态下表示为0.下桥臂V2,V4,V6与其状态正好相反.显然,电路有8种开关状态（000,001,011,010,100,110,111,101）,因此,三相逆变电路输出
2 电压空间矢量SVPWM的实现
2.1 系统硬件设计
对于矿井主提升机而言,功率动辄上百千瓦甚至上千千瓦,考虑到系统的安全稳定、抗干扰以及检修的方便性等因素,本系统采用控制部分与功率部分两部分在空间上隔离运行,强弱电独立供电.控制部分主要有CPU、电源等模块.功率部分是系统的强电部分,由主开关电路、电流检测电路等组成.图3为系统硬件总框图.
TMS320F2808是IT公司的16位DSP,片内有128KB的FLASH、36KB的RAM.EVA和EVB,每个事件管理器包含两个16位通用定时器、16个脉宽调制通道、4个比较单元、4个捕获单元以及2个正交编码脉冲电路.在系统控制电路中,采用DSP中的脉宽调制单元实现PWM输出可极大节省波形生成电路,简化软硬件设计,提高程序读写效率.
矿井日常生产中,井上井下提升机车房内生产环境较为恶劣,DSP电路板在制作完成之后需进行封装,避免受潮.
2.2 软件设计
DSP主程序将完成系统初始化、模块初始化、中断系统设置等工作.这些模块包括：输入/输出模块、ADC模块、事件管理器EVA和EVB模块.
TPWM值选取越小,则电机旋转磁场越逼近正圆形,图4为主程序流程图.
图4 主程序流程图
由于功率器件开关频率的限制,TPWM取值无法过小,DSP周期寄存器的周期为TPWM/2,为方便编程,将t1、t2 置换为t1/ （TPWM/2）、t2/（TPWM/2）.
3 结语
在矿井实际生产中,功率单元选用英飞凌公司的IGBT,驱动一台1140kW的三相交流异步电机,应用效果良好.
基于TMS320F2808 DSP的全数字控制系统通过软硬件结合实现了空间矢量脉宽调制控制,配合功率模块、过程控制模块、故障诊断模块、总线通讯模块等各个部分,实现了矿井主提升的全自动化、数字化,调速性能优秀.
参考文献：
[1]李华德.电力拖动自动控制系统[M].北京：机械工业出版社,2009.
[2]苏奎峰.TMS320X281X DSP原理及C程序开发[M].北京：北京航空航天大学出版社,2008.
[3]王兆安,黄俊.电力电子技术[M].北京：机械工业出版社,2000.
作者简介：
张巍巍（1987-）,男,河南人,河南理工大学电气工程与自动化系硕士研究生,研究方向为电力电子与电力传动.
总结:本文关于异步论文范文,可以做为相关论文参考文献,与写作提纲思路参考。
参考文献：
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