1、 I 摘 要 随着电力电子技术、微处理器技术以及新的电机控制技术的发展，交流调速性能日 益提高。变频调速技术的出现使交流调速系统有取代直流调速系统的趋势。但是国民经 济的快速发展要求交流变频调速系统具有更高的调速精度、更大的调速范围和更快的响 应速度，一般的通用变频器己经不能满足工业应用的需求，而交流电机矢量控制调速系 统能够很好的满足这个要求。矢量控制(Field Oriented Control)，能够实现交流电机 电磁转矩的快速控制，本文对三相交流异步电机的矢量控制系统进行了研究和分析，以 高性能数字信号处理器为硬件平台设计了基于 DSP 的三相交流异步电机的矢量控制系 统，并分析了逆变
2、器死区效应的产生，实现了逆变器死区的补偿。 本文介绍了交流调速及其相关技术的发展，变频调速的方案以及国内外对矢量控制 的研究状况。 以三相交流异步电机在三相静止坐标系下的数学模型为基础， 通过 Clarke 变换和 Parke 变换得到三相交流异步电机在两相旋转坐标系下的数学模型，并利用转子 磁场定向的方法，对该模型进行分析，设计了转子磁链观测器，以实现交流电机电流量 的有效解耦，得到定子电流的转矩分量和励磁分量。仿照直流电机的控制方法，设计了 矢量控制算法的电流与速度双闭环控制系统。设计了以 TMS320F2812A 为主控制器的硬 件平台，在此基础上实现了矢量控制算法，论述了电压空间矢量调
3、制(SVPWM)的原理和 方法，并对其进行了改进。最后对逆变器的死区进行了补偿。 实验表明基于转子磁场定向的矢量控制(FOC)系统，结构简单，电流解耦方便，动 态性能好，精度较高，能够基本满足现代交流电机控制系统的转矩和速度要求。 关键词:交流异步电机 ； 数字信号处理器 ； 矢量控制 ； 空间矢量调制 II Abstract With the development of power electronics, micro-processor and new technology of motor control, the performance of AC speed regulation
4、system is highly promoted. It seems that DC speed regulation system will be replaced by AC speed regulation system, when variable frequency technology comes out. But the high development of national economy needs higher precision, wider peed-regulating range and faster response of AC variable freque
5、ncy speed regulation system, while Field orientated control (FOC) is suitable for its direct control of induction torque. In this paper, the research and analysis of Field orientated control is done, FOC system is designed based on high-performance digital signal processor (DSP). Also, the dead time
6、 effect of inverter is analyzed, dead time compensation is done. In this paper, the development and method of variable frequency, the national and international research of FOC are introduced. The mathematic model of three-phase AC asynchronous motor in two-phase rotating coordinates is educed from the mathematic model in three-phase coordinates by Clarke transform and Parke transform. Based on the rotor flux orientation theory and this mathematic model, the rotor flux observer is designed t
