基于DSP矢量控制的矿用电机车动力系统改进.doc

学科分类号: 470 密级: 公开
安徽理工大学
硕士学位论文
基于DSP矢量控制的矿用电机车动力系统改进
作者姓名:
专业名称: 电力电子与电力传动
研究方向: 电力电子技术及应用
导师姓名: 金林高级工程师
导师单位: 电气与信息工程学院
答辩委员会主席:
论文答辩日期: 年月日
安徽理工大学研究生处
年月日
A Dissertation in Power Electronics and Electrical Drive
Based on DSP vector control of mine electric otive power system improvement
Candidate:
Cai Weimin
Supervisor:
Jin Lin
The Engineering College of Electric and Information
AnHui University of Science and Technology
, Shungeng Road, Huainan, 232001,
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得安徽理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。
学位论文作者签名:___________ 日期:____年__ 月__ 日
学位论文版权使用授权书
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学位论文作者签名: 签字日期: 年月日
导师签名: 签字日期: 年月日
摘要
我国煤炭资源丰富,煤矿用来运送材料和矸石的交通工具中,使用最为普遍的是直流电机车。此种电机车一般采用蓄电池供电,驱动直流电动机牵引车体,调速方法主要采用串电阻方式。用这种方式调速带来的问题是显而易见的,比如价格昂贵、结构复杂、启动时会产生冲击、操作不便、安全保护功能不全、经常发生故障、浪费能源,还可能会产生杂散电流等等。这些问题易造成安全隐患,影响正常的煤矿生产。相比之下,如果改为交流电机驱动,这些问题可以被很好的解决。
改造为交流电机驱动的核心工作是控制器的研制。本文重点研究设计了基于DSP2812的交流电机控制器,控制策略采用转子磁链定向的矢量控制,配合模糊PID控制和SVPWM输出,具有电压利用率高、输出稳定、器件开关损耗小、易于数字化控制等优点。通过选用TI公司专用电机控制芯片DSP2812不仅可以为方案提供可靠的硬件平台,还可以更好的发挥系统性能。
本文首先阐述了课题的研究背景、现实意义和研究现状。然后详细介绍了总体改造方案及控制策略的选择与实现方法。在此基础上,对控制策略进行了仿真分析。在仿真的结果满足了系统的需要后,分别对系统硬件设计、软件设计和实际的系统测试等方面进行详细介绍。其中,硬件部分介绍了DSP芯片工作电路、数据采集电路、波形输出电路、数据传输电路等。软件部分着重说明了速度采集原理与程序、电流采样原理与程序、转子磁链定向的原理及编程实现方法,以及SVPWM波产生的原理、程序实现方法。最后对电机实际运行效果进行了测试,从实际效果检测方案的可行性,同时还对系统开发中的难点:参数辨识和弱磁控制做了说明。
全文最后,对本文所做的工作进行了总结,通过总结指出了方案存在的不足及改进方法,为以后的进一步研究指出了方向。
图[53] 表[8] 参[47]
关键词:电机车;DSP;矢量控制;模糊PID;SVPWM
分类号:TP273; TP368
Abstract
China’s coal resources are abundant,coal mine generally use dc otive to arrive material and dc otive use the battery power supply to drive Dc motor traction body,general use of the string of resistance way to adjust the