高速離心機控制器的研究與設計.pdf

1、離心機是一種借助高速旋轉(zhuǎn)來分離或者提純某種物質(zhì)的設備，離心機轉(zhuǎn)速的發(fā)展直接影響著生物醫(yī)學等高科技的發(fā)展。在離心機驅(qū)動電機方面，離心機經(jīng)歷了直流電機輝煌，然而在高速方面直流電機的碳刷問題也就成了離心機發(fā)展的瓶頸。隨著交流調(diào)速理論的發(fā)展，異步電動機在離心機領域獲得廣泛的應用。目前在離心機行業(yè)，異步電動機的控制器普遍采用通用型變頻器，其優(yōu)點是通用性好，但參數(shù)較多，價格較貴，直流母線的電壓利用率低。本文研究的目的是為了降低成本、增強控制性能，同

2、時增強直流母線的電壓利用率，開發(fā)出具有較高性能離心機專用的控制器。因此無論是性能提升方面還是節(jié)能方面都是具有研究意義的。
　　 論文首先介紹了離心機的發(fā)展現(xiàn)狀、動態(tài)及趨勢，確定采用異步電動機作為離心機的驅(qū)動動力，同時采用具有較高利用率的直接轉(zhuǎn)矩控制與矢量控制相結(jié)合的方法作為開發(fā)控制器的技術手段。緊接著介紹了直接轉(zhuǎn)矩控制及矢量控制的一些基本概念和傳統(tǒng)模型，通過對傳統(tǒng)模型的分析在第三章中提出了研究和改進方案，主要包括幾個方面，針對低

3、速脈動問題提出了矢量控制結(jié)合直接轉(zhuǎn)矩控制的方案。同時為了改善高速脈動問題，在速度環(huán)上采用模糊自適應PI控制器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PI控制器，在電壓開關矢量決策方面采用模糊控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)的兩點式控制的策略，通過引入模糊控制能夠有效的減小電機脈動。針對矢量控制過渡直接轉(zhuǎn)矩控制時的磁鏈及轉(zhuǎn)矩問題進行了分析并提出解決方案。然后對控制器進行了硬件設計，主要包括主電路、電流電壓檢測電路、轉(zhuǎn)速測量電路等。最后對改進的控制器模型進行仿真及結(jié)果分析，進一步驗證了控制