基本信息
- 项目名称：
- 基于DSP的全数字化永磁同步电机调速系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 数字交流伺服系统在许多领域都得到了广泛的应用，以永磁同步电机为执行机构的交流伺服系统也逐渐地成为伺服系统发展的主流，因此研发高品质的全数字化永磁同步电机伺服控制系统具有重要的现实意义。 本伺服系统执行机构选用永磁同步电机，主控芯片采用TMS320F2812 DSP，实现了伺服调速系统的全数字化；控制算法上选用了抗干扰能力强的积分滑模变结构控制方法，实现了额定转速内电机的精准调速。
- 详细介绍：
- 一、 简介 数字交流伺服系统在许多领域都得到了广泛的应用，以永磁同步电机为执行机构的交流伺服系统也逐渐地成为伺服系统发展的主流，因此研发高品质的全数字化永磁同步电机伺服控制系统具有重要的现实意义。 二、 特点 1. 本伺服系统执行机构选用永磁同步电机，达到高效节能效果； 2. 采用TI公司的TMS320F2812 DSP作为主控芯片，实现了伺服调速系统的全数字化； 3. 控制策略上采用了矢量控制方法，控制技术采用了SVPWM方法，控制算法上选用了抗干扰能力强的积分滑模变结构控制方法，实现了额定转速内电机的精准调速 三、 系统说明 本系统的工作电源就是我们日常生活中的交流电源，比较方便，因为还在实验室阶段，调速目前只能通过程序预先设置，所以现在必须软件调速。若以后实际应用，可以外接一定的装置来实现实际调速。 参考资料：TI相关文档和上海三意公司的相关资料
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 数字交流伺服系统在当代许多高科技领域上都得到了比较广泛的应用，以永磁同步电机为执行机构的交流伺服系统也逐渐地成为伺服系统发展的主流，加上全数字化必将是未来伺服驱动技术发展的趋势，因此研发高品质的全数字化永磁同步电机伺服控制系统具有重要的现实意义。 该伺服调速系统采用矢量控制策略，控制技术采用电压空间矢量PWM（SVPWM）技术，控制芯片采用了TI公司的TMS320F2812 DSP芯片。整个系统采用转速和电流双闭环控制，在速度调节器方面采用了积分滑模变结构控制方法，实现了该系统的精准调速。
科学性、先进性
- 永磁同步电机采用永磁铁励磁，所以其有着很多电励磁电机无可比拟的优点，比如其效率高，功率因数高，启动转矩大，温升低，抗过载能力强等，所以永磁同步电机作为执行机构的交流伺服系统也逐渐成为伺服系统发展的主流。本作品正是基于这个潮流，采用了永磁同步电机作为研究对象，完成了该数字化伺服调速系统。本文的先进性是在系统的速度调节器环节采用了积分变结构滑模控制取代了传统的PID调节器，使整个系统的调速性能更加优越，减小了响应时间，同时增加了调速的准确性。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室研究阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物展示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 在国内，先进的电机控制方法在永磁同步电动机上的实际运用研究较少，而本该系统针对这点采用了先进积分滑模变结构控制方法对永磁电机进行了控制，实现了本伺服系统的全数字化，在调速方面能达到响应快，精度高等要求，而且整个系统易于控制。 本系统应用范围比较广，凡是涉及到电机调速的场合都可以应用，比如我们常见的起重机，通过本系统的精准调速可以提高其工作效率。 永磁同步电机相对于异步电机效率较高，从我国的节能减排国策来看，永磁同步电机必将取代异步电机，所以该产品应该有着广阔的市场前景。
同类课题研究水平概述
- 国外交流伺服产品的生产厂家有很多，如日本的安川公司、三菱公司、松下公司，德国的西门子公司、KEB公司、BOSCH公司，美国的Kollmoen公司、Emerson公司、AMC公司，瑞典的ABB公司等已先后生产出了性能很好的伺服控制器。他们的交流伺服系统全部实现了数字化，都采用了DSP芯片，其中美国Kollmorgen公司工业驱动部分是美国最大的，同时也是技术最先进的伺服系统生产厂，在美国占有最大的市场份额。其中的Goldiine系列代表了当代永磁交流伺服技术的最新水平。 国内交流伺服驱动系统研究起步较晚，相对国外的发展要落后，电机控制技术同外国相比还有很多的不足，技术落后主要是局限于欠缺实用的电机数字控制算法和高可靠的功率模块。国内对永磁同步电动机调速控制系统进行了很多研究，但主要还存在着以下不足之处： 1）国内对永磁同步电动机的研究工作主要侧重于电动机本体的研究，对其调速控制系统的研究工作较少。 2）对于永磁同步电动机的调速控制系统的理论研究和仿真研究较多，生产实际中应用的成果较少，比如，先进的电机控制方法在永磁同步电动机上的实际运用研究较少。 3）受到国内设备、经费等条件的限制，对国际上电机调速领域中的前沿性课题研究较少。对最新出现的电气传动研究方向，如：自适应控制技术、人工智能的控制技术及无速度传感器技术与应用同国际先进水平还有较大差距。
