使用數位訊號處理器實現感應電動機驅動系統

Presentation on theme: "使用數位訊號處理器實現感應電動機驅動系統"— Presentation transcript:

1 使用數位訊號處理器實現感應電動機驅動系統
K990J110 曾世豐

2 科技論文寫作 ３月１９日作業

3 I描述 直流馬達因構造複雜、效率低及價格昂貴碳刷、整流子及換向片容易磨損，使得馬達需做定期性的保養及維護
電壓頻率控制法,直接轉矩控制法,向量控制法有磁場導向控制法 直接轉矩控制法

4 M方法 d-q控制 空間向量調變(SVM)切換技術
以模糊控制(Fuzzy Control)技術取代磁滯控制器，企圖在保有原來簡單的直接轉矩控制 應用在15KHz切換頻率的三相驅動反流器上，針對一馬力三相感應馬達實現轉速控制

5 R結果&D討論 轉子轉速非常平穩 電動機運轉時的噪音與震動非常小 此控制法在電動機低速運轉時，轉子轉速會有較大的振盪現象
直接轉矩控制法在低速運轉控制時需要加以改善

6 科技論文寫作 ３月２６日作業

7 DEFINITION　摘要 本摘要有符合前言－控制方法採用直接轉矩控制法對磁通及轉矩進行直接控制，以利提供系統一個較佳及平順的磁通及轉矩控制結果 本摘要有符合材料－ TMS320F240數位訊號處理器上以組合語言程式設計實現直接轉矩控制技術 本摘要有符合結果-實驗結果顯示感應馬達的全數位化控制系統具有良好的轉速、轉矩及磁通響應 本摘要有符合討論－有相較於磁場導向控制法，本法只須要定子電阻的馬達參數而已，且不需作繁雜的座標轉換與電壓電流解耦合計算，即可以實現馬達轉速控制技術，因此可以大幅減少馬達參數飄移對驅動性能的影響

8 DEFINITION 摘要 摘要約為300字 有寫成單段式 沒有未提及之資訊 沒有引用參考文獻
大部份以感應電動機驅動系統為描述，可是有部份提及「我們」 為知識性摘要有濃縮論文 有字句的精簡

9 科技論文寫作 4月16日作業

10 前言 呈現問題－直流馬達因構造複雜、效率低及價格昂貴，且其碳刷、整流子及換向片容易磨損，使得馬達需做定期性的保養及維護，因此有時也限制了其應用的場合 回顧相關文獻-吳春毅等人[11]則是提出以模糊控制(Fuzzy Control)技術取代磁滯控制器，企圖在保有原來簡單的直接轉矩控制架構之下，大幅降低系統複雜的數學運算及有效減少轉矩及轉速漣波大小 引導讀者－但由於其具有價格較低、結構簡單、可靠、堅固耐用、沒有換向裝置及容易維修等優點，所以它仍然被廣泛應用在各種工作環境惡劣的場合中

11 前言 研究方法－直接轉矩控制法是建立在靜止參考座標系統下，由於不需計算氣隙磁通、轉子角度等物理量，也不必作電壓、電流複雜的解耦合計算，只要藉由輸入至電動機之電壓向量來直接對其轉矩及磁通進行控制，故其動態特性相當良好 結果－因此本論文將以直接轉矩控制方法為研究的重心，同時利用Matlab/Simulink軟體進行模擬，藉由模擬了解此控制法的特性

12 前言 結論－ DSP-based的全數位化三相感應馬達反流器(Inverter)之設計與實現，直接利用16位元TMS320F240數位訊號處理器及採用DSP組合語言程式撰寫直接轉矩控制的程式，並且應用在15KHz切換頻率的三相驅動反流器上，針對一馬力三相感應馬達實現轉速控制

13 科技論文寫作 5月7日作業

14 材料 材枓-TMS320f240 材料-全橋式PWM輸出設計的三相驅 動三菱公司製造的智慧型電力模組(Intelligent
Power Module) PM30CSJ060 材枓-霍爾感測器(型號為LEM HY10-P) 量測馬達相電流

15 方法 方法-設計電流PI控制比例積分控制器的參數上設計為Kp=0.312、Ki=5.7 方法-轉矩磁滯控制器帶寬設為0.03 Nm
方法-磁通磁滯控制器的帶寬設為0.01 Wb 方法-定子磁通命令值為0.3 Wb

16 結果 結果-轉速命令為正轉1600 rpm狀況下之轉速響應圖，其中縱軸表示電動機之轉速，橫軸表示為時間，實線為實驗得到之轉速而虛線為模擬得到之轉速。由轉速響應圖可看出電動機轉速上升時間約為0.43秒，雖然實驗中轉速曲線有些許震盪 結果-正轉100 rpm狀況下之轉速控制響應，圖中實線為實驗得到之轉速結果而虛線為模擬得到之轉速響應，由轉速響應圖可看出電動機轉速在100 rpm的上升時間大約在0.033秒，實驗中轉速響應會有較大的振盪現象，這是因為在低速運轉時，無法精確估算出定子電流，所以間接造成轉速的不穩定

17 結果 結果-以直接轉矩控制為基礎之感應電動機轉速控制，在正轉、反轉的情況下，轉速、轉矩及定子磁通皆有良好的響應。但在100 rpm低速運轉下，由實驗結果顯示轉速有較大的振盪現象，這是因為在低速運轉時電壓及電流訊號容易受馬達開關的諧波影響，無法精確量測及估算出定子電流及磁通訊號，所以間接造成轉速的不穩定，故直接轉矩控制較不適用於低速運轉

18 科技論文寫作 5月14日作業

19 討論 討論與冗詞 – 避免冗詞 否則會模糊討論的 焦點- DSP為基礎的全數位化馬達驅動器，成功應用直接轉矩控制法去達成感應電動機的轉速控制

20 討論 事實的關聯 -實驗結果顯示此控制法具有良好的電磁轉矩與定子磁通響應性能，尤其電動機在高中速運轉時，可以感覺出電動機運轉時的噪音與震動非常小，且轉子轉速非常平穩。

21 討論 定義科學事實 -但此控制法在電動機低速運轉時，轉子轉速會有較大的振盪現象，這是因為在低速運轉下無法估算出正確的磁通值，由此可知直接轉矩控制法在低速運轉控制時需要加以改善

22 表達出結果所呈現出的原理關係 通則-在最精簡程式下以最有效率的方式達成直接轉矩控制器的實現
指出例外並定義未解決問題-但在控制程式的實現上，我們必須非常小心及注意正負值與標么值轉換問題，一旦設定錯誤容易造成電動機在運轉上的不穩定及電動機無法順利啟動 顯示你的結果與之前發表成果是否一致-

23 討論結果的意涵與實際用途-感應電動機的實現上已可達到轉速及轉向控制，至於直接轉矩控制的磁滯控制器及6個切換向量控制引起之轉速連波問題，未來可以應用空間向量模組的開關切換、模糊控制及無轉量測技術來改善直接轉矩控制在低速控制的結果 為每項結論歸納證據-