【硕士论文】基于变频调速技术的电动执行器驱动电源的研究与设计.pdf

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1、太原理工大学硕士学位论文基于变频调速技术的电动执行器驱动电源的研究与设计姓名：袁阔申请学位级别：硕士专业：物理电子学指导教师：吕玉祥20080501太原理工大学硕士研究生学位论文基于变频调速技术的电动执行器驱动电源的研究与设计摘要变频驱动电源是电动执行器的重要组成部分，在运行过程中由于电机的频繁启动，使得变频驱动电源故障率偏高，矢量控制作为变频调速技术的一种先进控制策略，可以有效地解决这一问题。矢量控制是通过坐标变换将异步电机模型转化为直流电机模型，然后将定子电流矢量分解为按转子磁场定向的两个直流分量从而加以控制，达到直流电机的控制效果。结合导师“进口SIPOS电动执行器的国产化研究及系

2、统整合”的科研项目，设计了以SVPWM控制方式为基础的电动执行器驱动电源系统，能够有效地提高驱动电源的性能，降低故障率。本课题所做具体工作如下：(1)介绍了电动执行器、变频调速技术的国内外发展现状。比较并分析了等脉宽调制、正弦波调制、电流跟踪调制以及直接转矩调制PWM控制算法的优缺点。(2)采用SVPWM脉宽调制控制算法，结合单片机SAF．C161PI．LM，产生了高质量的PWM波。通过对空间磁链矢量幅值和相位的控制以调节电机转速，减小逆变器输出电流的谐波，降低了脉动转矩，提高了电源的利用率。(3)设计了驱动电源系统的硬件电路，包括交．直．交变频主电路、EMI滤波电路、IGBT门极驱动电

3、路、高频变压器、开关电源模块、电源监控、过流检测、过压检测等模块。提高了对电机的保护作用。(4)利用PSIM仿真软件，结合矢量控制的基本原理和硬件设计，对变频调速系统的SVPWM控制算法进行了仿真与分析，给出了仿真波形，理论验证了系统的正确性和可应用性，对样机的研制提供了强有力的指导T太原理工大学硕士研究生学位论文作用。并在理论分析的基础上，编写了系统软件程序。(5)通过一系列的实验对产品样机、逆变器控制策略、变频调速等进行了验证，并进行现场考验，08年3月至今实现无故障运行，证明该电源系统的高可靠性。关键词：电动执行器，驱动电源，变频调速，空间电压矢量控制，控制保护电路太原理工大学硕士

4、研究生学位论文THESTUDYANDDESIGN0NELECTRICACTUATORDRIVINGP0、忑雹RSUPP【YBASEDONVFSPEEDREGULATIONTECHNIQUEABSTRACTVariablefrequency(VF)drivingpowersupplyasanimportantpartofelectricactuator,whichhashighfaultratebecauseoffrequentlyon—offinopermion．SpacevectorcontrolasanadvancedcontrolstrategyofVFspeedregulatio

5、ntechnologycaneffectivelyresolveit．ItsmainconceptistotransformthemodelofACmotortoDCmotorviacoordinatetransformation，andfurthertodecomposethestatorcurrentintotwoDCpartsoforientedtherotordirectionofthemagneticfieldandachieveaneffectofDCmotorcontr01．Withthesupervisor’Sresearchproject(Thelocalization

6、researchandsystemintegrationoftheimportsSIPOSelectronicactuator)，wedesignedaelectricactuatordrivingpowersupplysystembasedonspacevectorpulsewidthmodulation(SVPWM)controltechniqueandimprovethepowerperformance，reducethefaultrate．Themajorcontributionofthispaperissummarizedasfollows：(1)Introducethedev

7、elopmentofelectricactuatorandVFspeedregulationtechniqueathomeandabroad．ManycontrolalgorithmsasequivalentPWM，SPWM，currenttrackingPWManddirecttorquecontrolPWMarecompared．Anditisanalyzedadvantagesanddisadvantagesinthispap