FUJITSU单片机实现的变频空调全数字空间矢量PWM逆变器

FUJITSU单片机实现的变频空调全数字空间矢量PWM逆变器

一、用FUJITSU单片机实现的变频空调全数字空间矢量PWM逆变器(论文文献综述)

武丽晓[1](2014)在《基于FPGA的SVPWM系统设计及Simulink仿真》文中认为交流变频调速装置在军工、工农业生产和日常生活中应用广泛,随着现代技术的深入发展,交流变频调速的控制技术也得到不断改进和完善,而空间电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)在交流变频调速的控制上起着重要的作用,而基于FPGA实现SVPWM控制算法也对系统性能的提高和改善起到一定的作用,因此成为近年来的热点研究问题。本文基于对空间电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)的详细理论分析和推导,然后通过模块化的设计思想在Matlab/Simulink环境下对SVPWM控制算法进行仿真,仿真模型包括正弦信号发生器、Clarke变换、基本电压矢量作用时间计算及PWM产生等主要环节,并且采用QuartusⅡ、Matlab、DSP Builder软件工具联合进行SVPWM系统的设计实现,完成DDS正弦信号发生模块、Clarke模块、基本电压矢量作用时间计算模块、三角波模块等主要模块的设计,最后在基于Altera公司的Cyclone系列EP1C6Q240C8型号的FPGA实验平台上进行编译仿真,并将编译仿真结果与Matlab/Simulink下的SVPWM仿真结果对比,验证了硬件设计方案的正确性与可行性。

李岳[2](2012)在《相电流重构在变频压缩机矢量控制系统中的应用研究》文中提出目前,冰箱压缩机变频技术是我国冰箱产业技术瓶颈之一。在变频驱动技术中,永磁同步电机压缩机变频驱动技术具有优秀的调速性能和节能性能。因此,采用以无位置传感器永磁同步电机为本体的小型变频制冷压缩机的矢量控制技术已成为研究热点。本文以国家自然基金(51076143)项目为依托,对相电流重构在变频压缩机矢量控制系统中的应用进行研究。对无位置传感器矢量控制的相电流重构与转子位置确定进行了深入的分析和实验研究,以ST公司的STM32F103芯片为核心控制处理器,采用了单电阻采样母线电流重构相电流的电流检测方法和连续位置检测的滑模观测器方法,实现了压缩机的矢量控制驱动。本文主要从以下几个方面进行分析:1.根据永磁同步电机的基本结构以及在不同坐标系下的数学模型和相互转换方法,对永磁同步电机无传感器矢量控制的磁场定向控制算法、空间电压矢量调制技术、基于单电阻的相电流重构技术以及滑模观测器算法进行了详细的分析。2.采用了单电阻采样方式的三相电流重构技术。在空间电压矢量脉宽调制的逆变器驱动系统中,通过采样母线上的瞬时电流来重构电机相电流,并针对脉宽调制区域中的非观测区域采用了预测电流观测器的方法。3.基于滑模观测器的估算算法实现了对电机转子位置的观测和转速的估算。采用PI算法加以控制,从载波调制频率以及电机转速两个方面入手来探讨与研究对制冷压缩机COP值、振动、噪声方面的影响。4.在以上理论分析的基础上,设计了变频驱动系统的硬件电路以及相应的PCB,构建了控制软件总体思路。最后搭建了两个实验平台,用来测试驱动系统的性能和制冷性能。实验测试结果表明:该系统性能稳定,调速性能良好,制冷压缩机的COP值得到了一定的提高,达到了预期的效果。

贺珊珊[3](2011)在《智能变频户式空调模糊控制系统的设计与实现》文中研究表明近十年,随着房地产行业的空前繁荣,特别是办公用房和商业用房规模的快速上升,促进了户式空调行业的飞速发展,但是在采用户式空调的工业建筑中普遍存在着高能耗问题,这一问题给各城市的供配电带来了沉重的压力。随着人们生活水平的提高及能源短缺问题的日益加重,提高空调的舒适度与节能减降耗成为了行业发展的必然趋势。将变频调速技术应用于空调器中,可以对压缩机进行变频调速来减少其开停次数,满足了节能降耗的要求。同时,降低了室温波动,提高舒适度,获得了更好的空气调节效果。根据客户要求,在查阅了大量资料和现场调研后,设计了变频户式空调控制系统的硬件电路。在变频户式空调控制系统中采用ST7意法单片机作为其硬件电路的核心处理器,变频板的逆变部分采用了三菱公司的DIP-IPM(智能功率模块)。IPM智能功率模块是集门极驱动、短路、过流、欠压和过热等保护功能于一体的IGBT功率器件,其结构紧凑、性能稳定、工作可靠,大大缩短了产品的开发周期。在变频压缩机的控制系统中采用先进的SVPWM技术,能使压缩机根据室内需要的冷(热)量不同,连续、动态、实时地调整其制冷(热)量,使其始终保持在较合理的运转状态下,同时还能进一步提高电压利用率和频率分辨率,使压缩机运行更加平稳,提高空调的效率,达到节能降耗的效果。由于空调系统是一个典型的多输入多输出、具有大滞后特性的非线性系统,其精确数学模型难以取得,且时间常数较大。本文针对上述的问题,从理论上对模糊控制技术在变频户式空调中的应用进行了研究,以提高空调系统的控制精度、稳定性和可靠性。

袁源[4](2010)在《基于FPGA的交流电机调速技术研究》文中研究说明从二十世纪末开始,由于变频调速可以精确的实现速度控制,能够便捷地控制机械的传动位置变化而被广泛地应用在电机拖动的场合。变频调速能够很大程度地实现工艺上的高效性并且在保证电机质量的基础上,比定速运行更加节能,为我国的国民经济发展做出了重要的贡献。现场可编辑门阵列器件FPGA是近年来崭露头角的一类新型集成电路,它简洁、经济、高速度、低功效,并且全集成化、适用性强、便于开发和维护升级,在越来越多的领域中得到了日益广泛的发展与应用,特别是在交流电机的数字控制技术领域中,使电机的调速精度和控制性能都得到了不断的改善和提高。本文提出了一种基于FPGA的数字化变频调速控制系统设计方案,该系统控制简单、精确、易修改,可现场编程,同时能够实现过压和过流等保护功能,可以应用在全数字化电机变频调速控制系统中。论文分析了硬件电路的设计,同时应用数学工具DSP Builder实现了基于FPGA的电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)交流电机变频调速系统的软件设计,证实了该系统的可行性,也验证了设计的正确性。

苟婷婷[5](2010)在《异步电动机矢量控制技术若干问题研究》文中指出矢量控制是在电机统一理论、机电能量转换和坐标变换理论的基础上发展起来的,具有先进性、新颖性和实用性等特点。它的主要思想是在基于转子磁链定向的同步旋转坐标系中把定子电流矢量分解为两个分量:一个分量与转子磁链矢量重合,称为励磁电流分量;另一个分量与转子磁链矢量垂直,称为转矩电流分量。通过控制励磁电流分量和转矩电流分量的大小,以实现他励直流电动机那样对磁场和转矩的解耦控制。首先,本文介绍了交流变频调速的发展概况,详细讲述了矢量控制理论的原理,对异步电动机的数学模型的建立进行了详细的分析和阐述,并对矢量控制系统进行了Matlab/Simulink仿真分析。其次,本文详细讲述了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术的基本原理,电压空间矢量脉宽调制技术将逆变器和电动机视为一体,由它控制的变频器具有输出转矩脉动低、直流利用率高、开关损耗小等优点,适用于高性能电机调速控制系统。本文针对电压空间矢量脉宽调制中减少开关次数和过调制这两个问题进行了研究,应用了一些改进策略。在减少开关次数这一问题中,主要从零矢量的插入和SVPWM五段式与七段式这两个方面进行分析,得到了实验波形,说明了方法的可行性;在电压过调制这一问题中,主要采用双模式和单模式这两种方法,并在不同的的模式下给出了仿真结果与分析。然后将电压空间矢量脉宽调制技术与矢量控制进行结合,建立了基于电压空间矢量脉宽调制的矢量控制系统,通过对系统Matlab/Simulink建模和仿真,验证了理论的正确性。最后,在前面所述理论的基础上,使用数字信号处理器作为微处理器,搭建出异步电动机的矢量控制系统。实现了基于空间电压矢量调制技术的矢量控制系统的交流调速,并验证了该方法的有效性与实用性。论文最后,总结了整个系统的成功和不足,并展望了矢量控制今后的发展。

潘耀[6](2009)在《基于模糊控制的SVPWM技术在空调压缩机变频调速中的应用》文中提出空调压缩机是空调器的核心部件。传统定速空调器中压缩机多采用单相异步电动机,对电机采用简单的开关式控制,电能损耗、室温波动及噪音都很大,压缩机容易受冲击损坏。随着人们生活水平的提高及能源短缺问题的出现,将变频调速技术应用于空调器中,将变频压缩机取代传统定频定速压缩机,对其进行变频调速将使压缩机减少开停次数,降低室温波动,提高舒适度,获得了更好的空气调节效果和实现节能降耗的要求。空调系统是一个典型的多输入多输出、具有大滞后特性的非线性系统。要对空调压缩机进行变频调速,需要根据房间温度的变化得出压缩机的频率值。由于空调系统精确的数学模型难以取得,且时间常数较大,传统的PID调整不仅费时费力,性能指标也不能令人满意。因此,将模糊控制技术引入空调压缩机的变频调速控制,建立模糊控制器,以房间温度的变化和变化率为输入,压缩机的频率为输出。对于提高空调系统的控制精度、稳定性和可靠性,无论从学术研究角度出发,还是在工程应用方面,都具有相当的现实意义。本文分别从三相异步电动机的变频调速技术、变频空调控制策略等方面进行了探讨分析。首先将模糊控制技术应用到空调压缩机变频调速中,根据建立模糊控制规则的基本思想及实际运行经验,通过模糊控制技术使空调压缩机具有自调整的智能特性,从而得出最佳的动态控制参数,克服了PID控制器控制精度较低、消除稳态误差能力差的缺点。然后详细阐述了SVPWM的基本原理,对空间矢量调制(SVPWM)方式及其实现方法进行了探讨。在变频压缩机的控制中采用先进的SVPWM调制技术,压缩机能根据室内需要的冷(热)量不同,连续地、动态地、实时地调整其制冷(热)量,始终保持在较合理的运转状态下。能够进一步提高电压的利用率和频率分辨率,并使压缩机运行更加平稳,提高空调的效率,达到节能降耗的效果。

宋俊超[7](2008)在《电力机车空调逆变电源 ——变频器的设计与研究》文中提出随着电力电子技术的不断发展,电气传动控制在现代化建设中起着极为重要的作用。而由于满足高性能、节能和环保的要求,交流调速控制系统以其特有的优点在电气传动控制中占有越来越大的比重。本文研究和实现了基于DSP的交流异步电机变频调速控制系统,利用TI公司的TMS320F2812电机专用控制芯片作为控制核心,设计了电机驱动模块及电源模块。本文首先介绍了交流调速基本类型、调速的基本原理及其实现装置和开环电压空间矢量的U/F控制原理,然后在输入调理电路一整流及直直变换的基础上,重点阐述了变频器逆变的设计与研究。利用DSP构成控制系统,通过汇编和C语言混合编程的方法实现了开环电压空间矢量的U/F控制的变频调速控制策略。在此基础上,在频率为30Hz和50Hz下,做了功率为3kW负载电机实验。通过实验结果与MATLAB仿真的波形进行比较,证明了该调速控制系统可以实现在5~50Hz范围内平滑调速,且具有良好的动静态调速性能,验证了系统设计的有效性、可行性。结果表明,基于DSP芯片的变频调速系统性能优良,运行稳定,抗干扰能力强,电机运行噪音小,不失为一套具有先进型、新颖性、实用性的控制系统。

李强[8](2007)在《基于DSP的三相异步电动机控制系统研究》文中研究表明随着新一代电力电子器件和微处理器的推出及各种先进的控制策略的提出,极大的促进了交流电机调速控制系统的发展,使得精度高、调速范围宽、控制性能好的电机控制器的实现成为可能。矢量控制是基于电机理论、机电能量转换原理及坐标变换理论的基础上发展起来的,它的控制思想就是将异步电机转换成直流电动机来进行控制。即通过坐标变换,将定子电流矢量分解为按转子磁场定向的两个直流分量并分别加以控制,从而实现磁通和转矩的解耦控制,达到直流电机的控制效果甚至更优。因此,矢量控制技术已被广泛地应用于高性能异步电机调速系统中。首先在异步电动机数学模型的基础上,介绍了矢量控制理论及其解耦原理。将异步电动机三相静止坐标系下的数学模型变换到两相旋转坐标系下,再利用转子磁场定向技术,使得定子绕组电流的磁场分量和转矩分量得到解耦,从而实现异步电机的调速。结合电流模型给出了矢量控制系统结构框图,为构建SVPWM矢量控制系统提供了理论依据。并根据电压空间矢量脉宽调制工作原理,设计出了一种SVPWM的软件实现方法。针对异步电机非线性、强耦合和参数时变及系统要求快速响应的特点,设计的矢量控制系统的电流控制器采用模糊自整定PI控制算法,速度控制器采用模糊因子自调整算法构成双闭环智能控制系统来对电机进行有效的调速控制。然后,应用矢量控制的原理,以TI公司数字信号处理器TMS320F2407A为系统的控制核心,以SKBPC3512为整流器,以三菱公司的PM25RLA120智能功率模块为逆变器,采用空间电压矢量脉宽调制技术,设计了数字化脉宽调制调速系统,构建了一个基于DSP的异步电动机矢量控制系统。论文详细设计了系统的主电路、控制电路及保护电路等,采取有效而必要的措施提高系统的抗干扰能力,采用模块化方法设计软件,便于程序的修改与移植,实现了SVPWM矢量控制策略,最后对该系统的软硬件进行了调试。实验结果表明了软硬件设计合理性和实用性。最后,利用MATLAB中的SIMULINK模块对控制算法进行了仿真研究,从仿真结果可以看出,本文的控制策略设计简单,满足了系统转矩响应的快速性和速度控制精度的要求,对转子参数的扰动具有较好的鲁棒性,使得系统的动静态性能良好,满足工程要求。

卞华东[9](2007)在《SVPWM算法在交流变频空调中的应用与研究》文中研究指明本文论述了交流异步电机的变频调速原理及变频调速技术在家用变频空调上的应用。矢量控制变频调速技术是比正弦脉宽调制(SPWM)技术更好的新型变频调速技术。该技术思路清晰新颖,逆变器直流母线的电压利用率高,易于实现数字控制,可以实现具有优良动、静态性能的调速系统。矢量变频技术的基本思想是将三相交流异步电机模拟成为直流电机,模拟过程依赖于对异步电机数学模型的分析研究。因此本文推导了异步电机的数学模型并对该模型进行矢量变换,由此得到异步电机在两相同步旋转坐标系下的数学模型。在该模型中,定子电流矢量分解为两个分量:与转子磁链矢量重合的称为励磁分量;与转子磁链矢量垂直的称为转矩分量。通过控制定子电流矢量在旋转坐标系的位置及大小,即控制励磁电流分量和转矩电流分量的大小,实现像直流电动机那样对磁场和转矩的解耦控制。这样得到了可以把三相交流电机看作直流电机来控制的结论。通过研究电压型逆变器的电压矢量输出组态,空间矢量调制(SVM)算法,转子磁链定向观测模型,本文提出了使用高性价比MCU实现矢量变频调速系统的实施方法。设计制作了系统硬件:包括控制/驱动板电路,电流检测电路,直流母线电压监控保护电路,键盘输入/显示电路。用富士通高性价比的MCU MB90F462编制了对变频空调压缩机矢量控制系统软件。该软件包括了矢量变换,空间矢量调制,PWM波输出,电流检测,母线电压检测,环境温度检测,盘管温度检测,压缩机排气温度检测,与室内机的UART通讯,系统保护及故障处理等功能。应用富士通公司提供开发工具及开发软件进行了调试与仿真。富士通公司提供的Softune V3开发编译软件支持C程序的编译与链接,可以方便的编译出源程序中的错误,并且提供良好的软件仿真功能,可以在不接硬件开发工具的基础上,进行软件的基本调试。与硬件开发工具以及目标板相连后,可以进行硬件仿真,在仿真的过程中,可以实时监视程序变量的值,也可以方便的设置断点,给调试提供了很大的方便。实验结果表明:本文研究的变频空调空间矢量变频调速系统基本达到了预期要求,在实验负载条件下能够进行变频调速,电压输出波形符合理论分析结论,电流输出为三相对称正弦波,转速符合控制要求,基本无振荡。在本文基础上,今后还可以对系统的软件及硬件进行优化,可以提高PWM输出的载波频率,进一步降低谐波分量,同时深入研究更好的控制算法,同时更好的结合制冷系统,使变频空调的性能有一个大的提升。

陈振华[10](2007)在《分体式直流变频空调室外机电控系统设计》文中提出无刷直流电机具有控制简单、节能高效、成本低、维护性好等特点,在多个行业和领域得到了广泛应用。在空调行业,基于无刷直流电机技术的直流变频空调在系统能效比上具有较为明显的优势,以集中绕组直流变频压缩机为核心的直流变频空调更是成为了当前空调器的发展方向之一。 本文首先对压缩机的核心——无刷直流电机进行了介绍并建立了相应的数学模型,对集中绕组无刷直流电机及其转矩构成进行了分析。针对无刷直流电机在压缩机中的使用要求,采用升频升压法实现压缩机外同步开环启动和加速,通过将压缩机绕组的反电势信号积分后过零比较获得压缩机转子位置信号。 根据室外机系统的功能要求,选择高速数字信号处理器作为控制核心,设计了基于dsPIC30F5015的控制电路、系统电源电路和保护电路、反电势检测电路以及采用智能功率模块PS21865的功率变换电路,能够完整地驱动控制室外机系统各个外设,并通过电力线串行通讯实现与室内机的信息交换。针对集中绕组结构存在的转矩脉动相对较大的特点,对方波电流驱动和正弦波电流驱动两种方式下无刷直流电机的转矩脉动进行了分析,应用电压空间矢量SVPWM算法对直流变频压缩机进行控制以减小压缩机工作时的脉动转矩。针对反电势检测电路存在的相位偏移,采用相位补偿的办法实现无位置传感器闭环调速控制。在对系统工作状态进行详细分析的基础上,针对不同工作模式的要求和系统特性,完成了室外机电控系统软件的功能原理设计。 最后,采用一台系统样机进行了实际测试,试验结果表明,系统硬件工作正常,软件设计合理,达到了预期设计目标,已经能够成功用于直流变频压缩机的控制。

二、用FUJITSU单片机实现的变频空调全数字空间矢量PWM逆变器(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、用FUJITSU单片机实现的变频空调全数字空间矢量PWM逆变器(论文提纲范文)

(1)基于FPGA的SVPWM系统设计及Simulink仿真(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的背景、目的及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 SVPWM 技术的理论基础
    2.1 变频调速的基本原理
    2.2 PWM 脉宽调制的基本原理
    2.3 正弦波脉宽调制(SPWM)技术
    2.4 电压空间矢量 PWM(SVPWM)控制技术
        2.4.1 空间电压矢量的定义
        2.4.2 逆变器的开关状态和基本电压矢量
        2.4.3 SVPWM 推导法则
        2.4.4 SVPWM 控制算法
第3章 SVPWM 的 Simulink 系统建模和仿真
    3.1 SVPWM 系统仿真模型的建立
        3.1.1 输入信号源及 Clarke 变换
        3.1.2 扇区及矢量作用时间计算
    3.2 信号过调制的处理及优化
    3.3 三角载波模型及 PWM 控制信号的产生
    3.4 系统仿真结果
第4章 基于 FPGA 的 SVPWM 系统整体设计
    4.1 系统实验平台介绍
        4.1.1 Red Cyclone II-CY1C6/12 实验平台
        4.1.2 FPGA 芯片 EP1C6Q240C8
        4.1.3 DSP Builder 及其设计流程
    4.2 DDS 信号源及 Clarke 模块设计
        4.2.1 DDS 正弦信号发生器
        4.2.2 Clarke 模块的设计
    4.3 扇区判断模块设计
    4.4 矢量作用时间计算及分配模块设计
        4.4.1 基本电压矢量作用时间计算
        4.4.2 开关时间分配模块设计
    4.5 DDS 三角载波及 PWM 信号生成模块设计
        4.5.1 DDS 三角波信号发生器
        4.5.2 PWM 信号生成模块设计
    4.6 实验结果与分析
第5章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读学位期间取得的科研成果

(2)相电流重构在变频压缩机矢量控制系统中的应用研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 变频制冷压缩机概况
        1.2.1 直流变频压缩机电机特点
        1.2.2 压缩机效率值COP的研究
    1.3 永磁同步电机的控制策略
        1.3.1 永磁同步电机控制方法的发展及研究现状
        1.3.2 无位置传感器控制的研究现状
    1.4 本课题研究内容
    1.5 本章小结
第2章 永磁同步电机数学模型及矢量控制研究
    2.1 永磁同步电机的结构和特点
    2.2 永磁同步电机的数学模型
        2.2.1 永磁同步电机的三相静止坐标系数学模型
        2.2.2 永磁同步电机的α-β两相静止坐标系数学模型
        2.2.3 永磁同步电机的d-q同步坐标系数学模型
    2.3 永磁同步电机的矢量控制
        2.3.1 直轴电流“I_d=0”的控制策略
        2.3.2 永磁同步电机矢量控制过程分析
    2.4 空间矢量脉宽调制
        2.4.1 电压矢量和磁链矢量关系分析
        2.4.2 空间矢量脉宽调制原理
    2.5 本章小结
第3章 无位置传感器的变频压缩机控制方法研究
    3.1 无传感器制冷压缩机矢量控制系统概述
    3.2 单电阻采样及相电流重构原理
        3.2.1 单电阻采样母线电流及相电流重构原理分析
        3.2.2 相电流重构的难点分析
        3.2.3 通过预测电流观测器计算I_d、I_q
    3.3 滑模变结构控制原理
        3.3.1 滑动模态及数学表达
        3.3.2 滑模控制的基本问题
        3.3.3 基于滑模观测器的转子位置估算方法
    3.4 本章小结
第4章 制冷变频压缩机矢量控制的软硬件实现
    4.1 驱动系统硬件设计
        4.1.1 主控制芯片STM32F103RB简介
        4.1.2 电源的设计
        4.1.3 IPM驱动电路设计
        4.1.4 单电阻电流检测电路
        4.1.5 硬件电路设计中的注意点
    4.2 驱动系统软件设计
        4.2.1 软件总体设计
        4.2.2 压缩机开环启动过程分析
        4.2.3 数字PI控制器的实现
        4.2.4 单电阻电流采样算法实现及PWM中断服务程序
    4.3 本章小结
第5章 驱动系统的实验平台设计及性能测试
    5.1 变频压缩机电机控制测试平台
        5.1.1 变频压缩机电机控制测试平台
        5.1.2 小型制冷系统测试平台
        5.1.3 压缩机制冷性能测试台
    5.2 实验结果分析
        5.2.1 实验相关波形分析
        5.2.2 压缩机速度分析
        5.2.3 压缩机COP值的分析
    5.3 本章总结
第6章 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 后续工作的研究展望
参考文献
致谢
攻读学位期间参加的科研项目和成果

(3)智能变频户式空调模糊控制系统的设计与实现(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
        1.1.1 课题的研究背景
        1.1.2 课题的研究意义
    1.2 国内外研究的现状及水平
        1.2.1 户式中央空调的现状及发展趋势
        1.2.2 变频调速技术研究的现状及发展
        1.2.3 模糊控制研究的现状及发展
    1.3 论文主要研究内容
    1.4 论文章节安排
第2章 变频户式空调工作原理和压缩机变频控制
    2.1 置换通风/冷却顶板系统
    2.2 变频户式空调器的结构及工作原理
    2.3 变频空调器的特点
    2.4 压缩机变频调速控制原理
        2.4.1 压缩机转速与制冷量的关系
        2.4.2 压缩机调速原理
        2.4.3 压缩机变频调速的基本控制方式
        2.4.4 PWM逆变器分类及调制技术
    2.5 本章小结
第3章 变频户式空调控制系统硬件电路设计
    3.1 变频户式空调控制系统整体设计
    3.2 主控制板硬件电路设计
        3.2.1 最小系统电路
        3.2.2 开关量输入输出电路
        3.2.3 模拟量输入电路
    3.3 变频板硬件电路设计
        3.3.1 变频板主电路设计
        3.3.2 变频板控制电路设计
    3.4 显示板硬件电路设计
    3.5 电源板电路硬件设计
        3.5.1 TOP222Y介绍
        3.5.2 高频开关电源电路
    3.6 印制板及实物图
    3.7 本章小结
第4章 SVPWM技术在变频户式空调控制系统中的实现
    4.1 三相交流异步电机的数学模型
    4.2 空间矢量调制(SVPWM)原理
    4.3 空间矢量调制(SVPWM)技术算法的实现
        4.3.1 判断参考电压U_(ref)所处的扇区
        4.3.2 各扇区内电压矢量作用时间的计算
        4.3.3 逆变器开关状态切换点计算
    4.4 实验结果及相关波形分析
    4.5 本章小结
第5章 温度模糊控制器设计
    5.1 模糊控制概述
    5.2 模糊控制系统的基本原理
    5.3 模糊控制器设计的基本方法
        5.3.1 模糊控制器的结构
        5.3.2 精确量的模糊化
        5.3.3 模糊控制规则设计
        5.3.4 模糊量到精确量的反模糊化
    5.4 空调压缩机变频模糊控制器的设计
        5.4.1 输入变量的模糊化
        5.4.2 模糊推理规则表
    5.5 仿真结果与分析
    5.6 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读学位期间获奖情况

(4)基于FPGA的交流电机调速技术研究(论文提纲范文)

中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 交流调速技术的发展过程与前景
    1.2 空间电压矢量控制技术概述
    1.3 可编程逻辑器件FPGA在电力电子变换技术中的应用
    1.4 论文研究内容
第二章 交流电机变频调速系统及SVPWM原理
    2.1 交流电机变频调速系统
        2.1.1 交流电机调速原理与方式
        2.1.2 变频调速
    2.2 电压空间矢量脉宽调制技术
        2.2.1 电压空间矢量
        2.2.2 电压空间矢量的合成
第三章 基于FPGA的系统硬件设计
    3.1 系统硬件结构的整体设计
    3.2 主电源电路的设计
        3.2.1 整流和滤波电路
        3.2.2 逆变电路
    3.3 控制电路的设计
    3.4 系统硬件开发平台
第四章 基于FPGA的SVPWM软件实现
    4.1 电压空间矢量调制SVPWM实现算法
    4.2 坐标变换与数据转换模块
    4.3 扇区判断与基本电压矢量作用时间计算模块的设计
    4.4 过调制控制模块
        4.4.1 SVPWM过调制原理
        4.4.2 SVPWM过调制原理实现
    4.5 电压空间矢量作用时间分配
    4.6 桥臂作用时间模块
    4.7 SVPWM信号发生模块
    4.8 交流电机调速控制仿真
第五章 结论
参考文献
发表论文和科研情况说明
致谢

(5)异步电动机矢量控制技术若干问题研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 电力电子技术的发展
    1.3 微处理器与数字控制技术
    1.4 功率环节PWM 技术的发展
    1.5 交流异步电机的控制策略分类
        1.5.1 V/F 控制
        1.5.2 矢量控制
        1.5.3 直接转矩控制
        1.5.4 智能控制
    1.6 本论文的的研究背景及其研究内容
        1.6.1 研究背景
        1.6.2 研究内容
第二章 矢量控制理论
    2.1 引言
    2.2 矢量控制的基本思想
    2.3 矢量控制策略
        2.3.1 控制策略分类
        2.3.2 控制方案比较
    2.4 异步电动机的数学模型
        2.4.1 三相异步电动机数学模型推导
        2.4.2 任意两相旋转坐标系下三相异步电动机数学模型
        2.4.3 两相静止坐标系下三相异步电动机数学模型
        2.4.4 两相同步旋转坐标系下三相异步电动机数学模型
    2.5 矢量控制系统的建立
    2.6 矢量控制系统的建模与仿真
        2.6.1 仿真模型
        2.6.2 仿真结果
第三章 减少开关次数问题研究
    3.1 电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术
        3.1.1 SVPWM 原理
        3.1.2 SVPWM 实现
        3.1.3 SVPWM 仿真
    3.2 减少开关次数的方法
        3.2.1 借助零矢量调制
        3.2.2 SVPWM 的五段式和七段式
第四章 空间电压矢量过调制方法研究
    4.1 过调制方法
        4.1.1 双模式方法
        4.1.2 单模式方法
        4.1.3 两种方法的实现
    4.2 仿真结果
第五章 基于SVPWM 的异步电机矢量控制系统
    5.1 基于SVPWM 的矢量控制
    5.2 系统仿真
        5.2.1 仿真模型
        5.2.2 仿真结果
第六章 系统实验及结果
    6.1 调速控制器的硬件设计
        6.1.1 TMS320LF240X DSP 芯片
        6.1.2 EV 模块产生SVPWM
        6.1.3 主电路
        6.1.4 检测及保护电路
    6.2 调速控制器的软件设计
    6.3 实验结果
        6.3.1 VF 控制器的实验结果
        6.3.2 SVPWM 矢量控制实验结果
        6.3.3 SVPWM 五段式与七段式波形实验结果
第七章 结束语
    7.1 本论文工作总结
    7.2 后续工作及研究展望
致谢
参考文献
硕士期间研究成果

(6)基于模糊控制的SVPWM技术在空调压缩机变频调速中的应用(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 本课题的研究背景、目的及意义
    1.2 国内外研究现状和水平
    1.3 本文主要的研究内容
    1.4 本文的章节安排
第二章 空调工作原理和压缩机变频控制
    2.1 变频空调器
    2.2 压缩机变频调速控制原理
    2.3 压缩机转速与制冷量的关系
第三章 空调压缩机变频模糊控制器的设计
    3.1 模糊控制系统的基本原理
    3.2 模糊控制器的设计
    3.3 空调压缩机变频模糊控制器的设计
第四章 空间矢量脉宽调制技术(SVPWM)
    4.1 异步交流电机的数学模型
    4.2 电压空间矢量与磁链矢量
    4.3 交流异步电机数学模型变换及其物理解释
    4.4 空间矢量调制(SVPWM)技术算法研究
    4.5 仿真分析
第五章 总结与展望
    5.1 主要研究工作总结
    5.2 后继工作的展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的科研及论文发表情况

(7)电力机车空调逆变电源 ——变频器的设计与研究(论文提纲范文)

致谢
中文摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 课题的背景和意义
    1.2 变频调速技术的发展与现状
    1.3 本文主要内容
2 系统方案设计
    2.1 总体结构设计
    2.2 变频器输入与保护部分
    2.3 变频控制部分
3 变频调速的工作原理
    3.1 交流调速的基本类型
    3.2 变频调速的基本原理及其实现装置
        3.2.1 变频调速的基本原理
        3.2.2 变压变频装置
    3.3 标量电压频率控制方式
    3.4 电压空间矢量法
        3.4.1 电压空间矢量法的基本工作原理
        3.4.2 电压空间矢量法的实现方法
4 变频器输入与保护电路的设计
    4.1 输入整流主电路设计
        4.1.1 电路工作原理
        4.1.2 主要计算公式
        4.1.3 主要参数设计
    4.2 控制电路设计
        4.2.1 PWM波发生电路
        4.2.2 电压闭环控制电路
    4.3 输入电路辅助电源参数设计
        4.3.1 电路参数设计
        4.3.2 启动电阻、电容的计算
        4.3.3 变压器设计
        4.3.4 缓冲保护电路的设计
    4.4 故障保护电路设计
        4.4.1 过欠压保护电路
        4.4.2 过流保护电路
        4.4.3 故障逻辑电路
5 变频器逆变硬件的设计
    5.1 系统硬件结构总体设计
    5.2 主电源电路的设计与实现
        5.2.1 系统主回路构成
        5.2.2 开关器件IGBT的选取
        5.2.3 智能功率模块(IPM)简介
    5.3 控制电路的实现
        5.3.1 TI的DSP芯片TMS320F2812的介绍
        5.3.2 以TMS320F2812为核心的控制电路实现
        5.3.3 控制电路中硬件抗干扰措施
    5.4 驱动电路的设计
        5.4.1 SHARP的IGBT驱动芯片PC923、PC929
        5.4.2 以PC923与PC929为核心的驱动电路
        5.4.3 三相电流检测电路
    5.5 辅助电源的设计
        5.5.1 FA13844 PWM控制芯片简介
        5.5.2 电源电路的结构与工作原理
        5.5.3 高频变压器的参数设计
        5.5.4 电压反馈环的设计
6 变频器逆变软件的设计
    6.1 DSP工作模式设定
        6.1.1 TMS320 F2812工作模式
        6.1.2 工作模式设定及程序
    6.2 系统软件结构
        6.2.1 系统主程序
        6.2.2 中断服务程序
        6.2.3 捕获单元工作原理
        6.2.4 串行外设接口(SPI)简介
    6.3 系统软件的实现
    6.4 软件抗干扰和可靠性设计
7 仿真与实验结果
    7.1 Matlab仿真电路与波形
    7.2 带滤波电路的实验波形
8 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 展望
参考文献
附录 A
作者简历
学位论文数据集

(8)基于DSP的三相异步电动机控制系统研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 交流变频调速技术的发展及现状
        1.1.1 电力电子技术的发展
        1.1.2 微处理器与数字控制技术的发展
        1.1.3 PWM变频技术的发展
        1.1.4 智能控制技术的发展
        1.1.5 交流调速技术的研究现状
    1.2 论文研究的主要内容及结构安排
第2章 异步电动机矢量控制系统方案研究
    2.1 三相异步电动机数学模型分析
        2.1.1 异步电动机在三相坐标系上的数学模型
        2.1.2 矢量控制坐标变换
        2.1.3 异步电动机在两相静止(α-β)坐标系上的数学模型
        2.1.4 异步电动机在两相任意旋转(d-q)坐标系上的数学模型
        2.1.5 异步电动机在两相同步旋转坐标系上的数学模型
    2.2 异步电动机矢量控制基本原理及方案选择
        2.2.1 异步电动机矢量控制基本思路
        2.2.2 异步电动机转子磁场定向矢量控制实现
        2.2.3 异步电动机矢量控制方案选择
    2.3 本章小结
第3章 矢量控制系统控制器设计
    3.1 基于模糊自适应PI算法的电流环设计
        3.1.1 模糊控制基本原理
        3.1.2 电流控制器设计
    3.2 基于模糊因子自调整算法的速度环设计
    3.3 本章小结
第4章 异步电动机矢量控制系统硬件设计
    4.1 DSP简介
        4.1.1 DSP的发展及特点
        4.1.2 TMS320LF2407芯片
    4.2 异步电动机矢量控制系统整体设计方案
    4.3 TMS320LF2407A存储器扩展
    4.4 主回路设计
        4.4.1 整流电路
        4.4.2 逆变电路
    4.5 检测电路设计
        4.5.1 电流检测
        4.5.2 转速检测
    4.6 DSP电源及基准电源设计
    4.7 系统保护电路设计
    4.8 接口电路设计
        4.8.1 DSP与JTAG接口电路设计
        4.8.2 串行通信接口电路设计
    4.9 本章小结
第5章 异步电动机矢量控制软件实现
    5.1 系统主程序设计
    5.2 SCI通信软件设计
    5.3 PWM中断服务程序
        5.3.1 电机转速计算模块
        5.3.2 电流模块
        5.3.3 转子磁链位置的计算
        5.3.4 SVPWM模块设计
    5.4 故障中断服务程序
    5.5 软件抗干扰措施
    5.6 本章小结
第6章 SVPWM矢量控制系统仿真研究
    6.1 SIMULINK简介
    6.2 异步电动机SVPWM控制系统仿真
    6.3 本章小结
第7章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间科研情况
致谢

(9)SVPWM算法在交流变频空调中的应用与研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 交流异步电机调速原理及其方法
        1.1.1 变转差率调速
        1.1.2 变极对数调速
        1.1.3 变频调速
    1.2 交流感应电动机矢量变频调速的起源与发展
        1.2.1 起源
        1.2.2 矢量控制变频调速系统的发展和现状
        1.2.3 矢量控制变频技术的市场状况与发展趋势
    1.3 研究意义
    1.4 研究目的
    1.5 研究内容
第二章 空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)技术原理
    2.1 异步交流电机的数学模型
        2.1.1 电压方程
        2.1.2 磁链方程
        2.1.3 运动方程
        2.1.4 转矩方程
        2.1.5 数学模型
    2.2 异步交流电机数学模型变换及其物理解释
        2.2.1 坐标变换的可行性
        2.2.2 功率不变条件下的坐标变换及其变换阵
        2.2.3 只有交轴电枢反应的异步电机数学模型
    2.3 PWM逆变器分类及两种调制技术
        2.3.1 PWM逆变器分类
        2.3.2 正弦脉宽调制(SPWM)技术
        2.3.3 空间矢量调制(SVPWM)技术
    2.4 空间矢量调制(SVPWM)算法
        2.4.1 确定磁链电压空间矢量所在扇区
        2.4.2 静止矢量模拟旋转矢量的算法研究
第三章 用SVPWM实现变频压缩机驱动的硬件设计
    3.1 富士通16位MCU MB90F462的简介
        3.1.1 MB90F462的主要特点
        3.1.2 MB90F462框图
        3.1.3 MB90F462的引脚排列图及封装图
        3.1.4 SVPWM用到的多功能定时器的简介
    3.2 IPM功能模块简介
        3.2.1 DIP-IPM的优点
        3.2.2 DIP-IPM内部电路图
        3.2.3 短路过流保护时序图
        3.2.4 驱动电源欠压保护时序图
        3.2.5 故障输出电路
    3.3 变频空调驱动的硬件原理
        3.3.1 电源部分电路
        3.3.2 变频逆变电路和电流检测电路
        3.3.3 温度检测电路
        3.3.4 直流母线电压检测电路
        3.3.5 IPM保护电路
第四章 用SVPWM实现变频压缩机驱动的软件设计
    4.1 主程序流程图
    4.2 变频控制部分程序流程图
第五章 结论
参考文献
附录 变频控制部分程序
致谢
学位论文评阅及答辩情况表

(10)分体式直流变频空调室外机电控系统设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
目录
第1章 绪论
    1.1 空调器的发展
    1.2 选题背景和意义
    1.3 变频控制技术的研究发展趋势
    1.4 本文的研究内容
第2章 无刷直流电机及无位置传感器技术
    2.1 无刷直流电机的结构与工作原理
        2.1.1 无刷直流电机的基本结构
        2.1.2 无刷直流电机工作原理
    2.2 无刷直流电机的数学模型
    2.3 集中绕组无刷直流电机
        2.3.1 典型集中绕组的构成
        2.3.2 集中绕组无刷直流电机的转矩构成
    2.4 无刷直流电机无位置传感器控制技术
        2.4.1 常用的无位置传感器检测技术
        2.4.2 反电势检测法的工作原理
    2.5 无位置传感器无刷直流电机的起动
        2.5.1 预定位与升速
        2.5.2 状态切换
第3章 电控系统硬件设计
    3.1 室外机电控系统功能及构成
    3.2 系统微控制器选型及特点介绍
    3.3 电源电路设计
        3.3.1 交流电源输入滤波与保护电路
        3.3.2 开关电源电路
    3.4 压缩机驱动功率电路设计
        3.4.1 功率模块的选用
        3.4.2 RCD缓冲电路设计
    3.5 反电势积分过零检测电路设计
    3.6 其它电路设计
        3.6.1 电流环串行通讯电路
        3.6.2 电压保护电路设计
        3.6.3 压缩机高压保护电路
第4章 电控系统软件设计
    4.1 无刷直流电机的转矩脉动
        4.1.1 梯形波反电动势无刷直流电机的转矩脉动数学分析
        4.1.2 正弦波电流驱动时的电磁转矩
        4.1.3 方波电流驱动时的电磁转矩
        4.1.4 两种驱动方式下转矩脉动的比较
    4.2 无刷直流电机的正弦波驱动控制
    4.3 电压空间矢量控制原理与实现
        4.3.1 SVPWM技术的基本原理
        4.3.2 SVPWM控制算法
        4.3.3 SVPWM在无刷直流电机控制中的应用
    4.4 无刷直流电机的闭环控制
        4.4.1 PID控制算法
        4.4.2 电机控制软件设计
    4.5 系统工作模式与功能
        4.5.1 室外机工作状态介绍
        4.5.2 系统运行模式详解与功能设计
    4.6 软件设计
        4.6.1 主程序模块设计
        4.6.2 串行通讯模块软件设计
        4.6.3 自动模式处理、运行模式处理及参数更新
        4.6.4 目标频率更新模块
        4.6.5 电气外设控制模块
第5章 实验结果
    5.1 系统控制器实物介绍
    5.2 系统测试
        5.2.1 反电势积分过零电路测试
        5.2.2 外同步开环起动与无位置自同步运行的比较
        5.2.3 单极性与双极性控制对 SVPWM输出波形的影响
        5.2.4 方波驱动与正弦波驱动比较
第6章 总结与展望
参考文献
硕士研究生阶段发表的学术论文
致谢

四、用FUJITSU单片机实现的变频空调全数字空间矢量PWM逆变器(论文参考文献)

  • [1]基于FPGA的SVPWM系统设计及Simulink仿真[D]. 武丽晓. 河北大学, 2014(10)
  • [2]相电流重构在变频压缩机矢量控制系统中的应用研究[D]. 李岳. 浙江工业大学, 2012(03)
  • [3]智能变频户式空调模糊控制系统的设计与实现[D]. 贺珊珊. 东北大学, 2011(05)
  • [4]基于FPGA的交流电机调速技术研究[D]. 袁源. 天津大学, 2010(03)
  • [5]异步电动机矢量控制技术若干问题研究[D]. 苟婷婷. 西安电子科技大学, 2010(10)
  • [6]基于模糊控制的SVPWM技术在空调压缩机变频调速中的应用[D]. 潘耀. 中南大学, 2009(04)
  • [7]电力机车空调逆变电源 ——变频器的设计与研究[D]. 宋俊超. 北京交通大学, 2008(08)
  • [8]基于DSP的三相异步电动机控制系统研究[D]. 李强. 湖南科技大学, 2007(06)
  • [9]SVPWM算法在交流变频空调中的应用与研究[D]. 卞华东. 山东大学, 2007(03)
  • [10]分体式直流变频空调室外机电控系统设计[D]. 陈振华. 西北工业大学, 2007(01)

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FUJITSU单片机实现的变频空调全数字空间矢量PWM逆变器
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