現代交流電機的控制原理及DSP實現

內容簡介

本書重點介紹了永磁同步電機控制的理論基礎及DSP套用技術，主要內容包括電機控制的相關知識戀臘雅紋、三相永磁同步電機的驅動控制技術、多相永磁同步電機的驅動控制技術及容錯控制技術，並提供了完整的電機控制器軟硬體設計過程。本書以培養學生能力為主旨，強注重論和實踐相結合，在相應章節不但給出了理論知識，還給出舟燥少拒了大量的工程實例及仿真模型，能夠極大限度地滿足學生對工程實踐知識的需要。

圖書目錄

第1章電機控制的關鍵技術1

1.1IGBT綜合套用1

1.1.1IGBT的特徵及選型1

1.1.2驅動電路設計6

1.2逆變器及其PWM生成技術14

1.2.1三相電壓源型逆變器14

1.2.2正弦波脈寬調製SPWM20

1.2.3空間矢量SVPWM24

1.2.4偏置型PWM38

1.2.53DSVPWM發波方法40

1.3位置感測器50

1.3.1光電編碼盤51

1.3.2霍爾位置感測器52

1.3.3旋轉變壓器53

1.4CPU57

1.4.1微控制器57

1.4.2DSP系列處理器60

1.5數字PID控制63

第2章永磁同步電機的模型分析66

2.1坐標變換66

2.1.1矢量及空間66

2.1.2Clarke變換(ABCαβ)67

2.1.3Park變換(αβdq)69

2.2三相同步電機的模型分析70

2.2.1三相坐標系下的數學模型71

2.2.2靜止坐標系下的數學模型72

2.2.3同步旋轉坐標系下的數學模型73

2.3雙Y移30°六相永磁同步電機的運動分析76

2.3.1坐標變換與運動方程77

2.3.2控制方式比較分析82

2.3.3三電平逆變拓撲在六相電機的應立格境用示例93

2.3.4雙Y移30°六相電機缺相運行的容錯控制98

2.4雙Y移60°六相永磁同步電機的運行分析117

2.4.1坐標變換與運動方程117

2.4.2滯環控制方式121

2.4.3雙Y移60°六相電機缺相運行的容錯控制123

2.5十二相同步電機的運行分析131

2.5.1十二相PMSM的運動方程131

2.5.2十二相電機的解耦變換134

2.5.3正常運行時的仿真示例138

2.5.4十二相電機缺相運行的容錯控制140

第3章套用示例——永磁同步電機的矢量控制151

3.1矢量控制的基本思想151

3.1.1永磁同步電機的電流控制方法152

3.1.2電流控制方案的選擇與確定155

3.1.3id=0控制方法的實現156

3.2系統硬體設計158

3.2.1控制電路設計159

3.2.2旋轉變壓器解碼晶片電路設計159

3.2.3採樣電路設計162

3.2.4驅動及保護電路設計坑剃獄163

3.3軟體設計165

3.3.1主程式流程框圖及DSP代碼示例165

3.3.2中斷程式流程框圖及DSP代祝灑匪碼示例167

3.3.3SVPWM控制算法流程圖及DSP代碼示例171

3.3.4電機測速子程式代碼示例173

3.3.5永磁同步電機初始位辣主炒置定位174

3.4仿真及實驗結果分析175

3.4.1Simulink仿真模型175

3.4.2仿真驗證及結果分析179

3.5無電流感測器控制181

3.5.1永磁同步電機的模型182

3.5.2基於虛擬電流環的SVPWM控制183

3.5.3實驗驗證185

第4章套用示例——三相四橋臂永磁同步電機控制系統186

4.1控制系統的原理分析186

4.1.1永磁同步電機單元186

4.1.2三相四橋臂逆變控制單元188

4.2系統硬體設計190

4.2.1三相四橋臂硬體拓撲結構190

4.2.2信號採集及驅動電路191

4.3系統軟體設計193

4.3.1主程式示例193

4.3.2中斷相關子程式代碼示例194

4.4系統仿真研究199

4.4.1Simulink仿真模組示例199

4.4.2電機正常運行時的仿真結果204

4.4.3容錯運行仿真結果206

第5章套用示例——最大轉矩電流比控制及弱磁調速208

5.1最大轉矩電流比控制(MTPA)的控制策略208

5.1.1MTPA的理論基礎208

5.1.2控制系統的仿真分析210

5.2永磁電機的弱磁調速213

5.2.1弱磁控制概述213

5.2.2IPMSM弱磁控制215

5.2.3SPMSM弱磁控制218

5.3軟體程式示例221

5.3.1基於SVPWM的MTPA算法分析221

5.3.2基於電壓反饋法的弱磁升速算法分析222

第6章手把手教你製作電機控制器晚嚷——前期準備225

6.1Altium Designer快速入門225

6.1.1Altium Designer常見功能說明225

6.1.2原理圖的繪製示例229

6.1.3封裝圖的繪製233

6.1.4Mark點的繪製236

6.1.5套用實例——繪製驅動電路的PCB板238

6.2CCS快速入門247

6.2.1使用CCS6.0新建一個F28335的工程247

6.2.2如何使用CCS導入工程252

6.2.3程式的運行及CCS 的波形觀測253

6.3常見無源器件的選擇及套用258

6.3.1電阻258

6.3.2電容260

6.3.3電感262

6.3.4晶振262

6.4常見有源器件的選擇及套用263

6.4.1半導體二極體263

6.4.2半導體三極體264

6.5IC器件的套用267

6.5.1IC器件的選擇267

6.5.2IC器件的常見問題270

第7章手把手教你製作電機控制器——設計示例272

7.1開關量信號設計272

7.1.1LED電路設計272

7.1.2LED代碼解析273

7.1.3按鍵及撥碼開關電路設計275

7.1.4按鍵及撥碼開關代碼解析275

7.1.5開關量綜合實驗277

7.2系統顯示設計280

7.2.1OLED顯示原理280

7.2.2OLED底層驅動代碼編寫282

7.2.3字元取模軟體的使用286

7.2.4使用OLED顯示字元289

7.2.5使用OLED顯示漢字295

7.2.6圖片取模軟體的使用296

7.2.7使用OLED顯示圖片297

7.2.8使用OLED顯示數據298

7.3模擬量信號採集302

7.3.1電位器調壓調頻電路設計302

7.3.2直流電壓採樣及調理電路設計303

7.3.3交流電壓採樣及調理電路設計304

7.3.4交流電流採樣及調理電路設計305

7.3.5模擬量信號採集軟體代碼解析305

7.4電機驅動系統設計309

7.4.1電機驅動系統硬體電路設計309

7.4.2直流電機調速設計312

7.4.3異步電機調速設計321

7.5通信系統設計329

7.5.1SCI通信及CAN通信硬體電路設計329

7.5.2SCI通信軟體代碼解析330

7.5.3電機控制器SCI通信協定335

7.5.4電機控制器SCI通信協定的代碼實現338

7.5.5CAN通信軟體代碼解析342

附錄346

編輯推薦

本書可作為高等院校本科電力電子與電力傳動、自動化、電機、機電一體化專業的“運動控制”、“交流調速”及“創新實踐”類課程教材，也可作為相關專業工程技術人員的參考用書。

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