Vektorové řízení asynchronního motoru pomocí DSP

Abstract

Hlavní náplní této práce je praktická implementace jedné z možných variant vektorového řízení asynchronního motoru do signálového procesoru TMS320F28335 od společnosti Texas Instruments. Zvolená struktura zahrnuje oddělenou regulaci tokotvorné a momentotvorné složky vektoru statorového proudu s přímým zjišťováním transformačního úhlu u Parkovy transformace na základě výpočtu ze složek vektoru rotorového toku. Ty jsou obdrženy z řešení rovnic proudového I-n modelu v souřadnicovém systému spojeném se statorem. V prvních kapitolách je provedeno odvození matematického modelu asynchronního motoru. Dále je pak probrán princip vektorového řízení včetně navržené regulační struktury. Následují informace o hardwarových a softwarových prostředcích použitých během vývoje, popis konfigurace použitého procesoru a posléze popis programové realizace jednotlivých funkčních bloků. Práci uzavírá rozbor přiložených průběhů zachycujících regulační děje při rozběhu motoru a konečně pak porovnání Eulerovy metody s metodou Runge-Kutta 4. řádu při řešení proudového I-n a napěťového U-I modelu.

The main aim of this thesis is a practical implementation of one of possible variants of vector control of induction motor into Texas Instruments TMS320F28335 digital signal processor. The chosen control structure includes separate regulation of torque and flux producing components of stator current vector with direct determination of Parke transform angle. The transformation angle is calculated out of components of rotor flux vector that are obtained by solution of equations of so called I-n current model in stator fixed coordinate system. In the first chapters, a derivation of induction motor mathematical model is performed. Next, a principle of vector control is explained along with presentation of designed control structure. Next chapters include brief information about software and hardware used during development and a description of configuration of the used processor. After that, sofware realization of respective blocks of the vector control is discussed. One of the final parts of this thesis consist of an analysis of measured motor quantities captured during mechanical transient state. Finally, a comparison of Euler method and Runge-Kutta 4th order method in terms of obtained results from solution of current I-n and voltage U-I models is presented.