高速離心機(jī)控制器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、離心機(jī)是一種借助高速旋轉(zhuǎn)來分離或者提純某種物質(zhì)的設(shè)備，離心機(jī)轉(zhuǎn)速的發(fā)展直接影響著生物醫(yī)學(xué)等高科技的發(fā)展。在離心機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)方面，離心機(jī)經(jīng)歷了直流電機(jī)輝煌，然而在高速方面直流電機(jī)的碳刷問題也就成了離心機(jī)發(fā)展的瓶頸。隨著交流調(diào)速理論的發(fā)展，異步電動(dòng)機(jī)在離心機(jī)領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。目前在離心機(jī)行業(yè)，異步電動(dòng)機(jī)的控制器普遍采用通用型變頻器，其優(yōu)點(diǎn)是通用性好，但參數(shù)較多，價(jià)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(qiáng)控制性能，同

2、時(shí)增強(qiáng)直流母線的電壓利用率，開發(fā)出具有較高性能離心機(jī)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(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀、動(dòng)態(tài)及趨勢，確定采用異步電動(dòng)機(jī)作為離心機(jī)的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，同時(shí)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(shù)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(jìn)方案，主要包括幾個(gè)方面，針對低

3、速脈動(dòng)問題提出了矢量控制結(jié)合直接轉(zhuǎn)矩控制的方案。同時(shí)為了改善高速脈動(dòng)問題，在速度環(huán)上采用模糊自適應(yīng)PI控制器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PI控制器，在電壓開關(guān)矢量決策方面采用模糊控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)的兩點(diǎn)式控制的策略，通過引入模糊控制能夠有效的減小電機(jī)脈動(dòng)。針對矢量控制過渡直接轉(zhuǎn)矩控制時(shí)的磁鏈及轉(zhuǎn)矩問題進(jìn)行了分析并提出解決方案。然后對控制器進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)，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(jìn)的控制器模型進(jìn)行仿真及結(jié)果分析，進(jìn)一步驗(yàn)證了控制