DSP控制的永磁同步电机矢量控制系统实现与关键技术研发

"东北大学硕士学位论文，探讨了基于DSP的永磁同步电机矢量控制系统的设计与关键技术，重点关注空间电压矢量拉制技术。" 在电力电子领域，空间电压矢量拉制技术是一种先进的控制策略，主要用于三相电压型逆变器，以实现对交流电机（如永磁同步电机）的精确控制。这种技术通过精细调节逆变器中功率开关的开关状态，产生特定的电压矢量，从而在电机定子绕组中产生期望的合成磁场，进而实现对电机速度和转矩的高精度控制。 在论文的第三章中，作者详细阐述了空间电压矢量拉制技术的基本原理。三相电压型逆变器可以通过不同的开关组合产生8种不同的电压瞬时值，这些组合和对应的电压值在表3.1中列出。每个组合对应一个特定的空间电压矢量，这些矢量的a、b、c分量（对应三相电源的相位）可以合成出所需电机控制的任意电压矢量。表3.2进一步详细列出了由晶体管控制信号(c, b, a)决定的电压分量和它们所代表的空间矢量。 矢量控制是永磁同步电机控制的核心，它基于坐标变换理论，通常涉及静止坐标系（如直轴id和交轴iq）到旋转坐标系（如d轴和q轴）的转换。通过这种方式，交流电机的感应电动势和电磁转矩可以被解耦，使得电机的转矩控制类似于直流电机，从而提高了控制的精度和动态响应。 论文还介绍了采用高速数字信号处理器（如TMS320F2812）设计全数字化矢量控制系统的过程，涵盖了硬件电路设计（包括主电路、控制电路和驱动电路）和软件平台构建。软件设计遵循模块化和面向对象的原则，使得各模块独立且互操作性强，便于系统的维护和升级。此外，论文还探讨了永磁同步电机转子初始位置检测的重要性，研究了基于定子电流检测的初始磁位角检测方法，并通过Matlab进行了仿真验证。 这篇硕士论文深入研究了基于DSP的永磁同步电机矢量控制系统，特别是空间电压矢量拉制技术的实现，为电机控制提供了理论基础和技术参考。这项工作对于提高电机的性能和效率，尤其是在工业自动化、电动汽车和精密驱动应用中，具有重要的实践价值。