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安徽工程科技学院毕业设计（论文）

异步电动机直接转矩控制的硬件设计

摘要

异步电动机被广泛应用于工业生产的各个领域，随着工业自动化程度的不断提高，

对电动机控制系统的要求也越来越高。从某种意义上说，电动机控制系统能否跟上工业

化不断深入的发展步伐，对整个国民经济都有着举足轻重的作用。

精度高、响应快、计算简单永远都是电动机控制系统追求的目标。直接转矩控制即

是基于此目标由西方发达国家德国率先提出并发展起来的。直接转矩控制计算简单、对

电动机参数依赖性小、动静态性能优良的特点使它成为当前异步电动机控制中最重要的

控制策略。目前国内交流电动机控制的微处理器仍以单片机为主，采用矢量控制等传统

控制策略。随着模糊控制、无速度传感器理论等技术的发展，需要处理的数据量越来越

大，对系统的实时性和精度的要求也越来越高，单片机已开始显得力不从心。因此，开

发一套采用高性能微处理器的直接转矩控制系统显得十分必要。

本文在详细分析了定子坐标系下的异步电动机数学模型、电压空间矢量和磁链观测

器的基础上，利用直接转矩控制技术，构建了基于DSP的直接转矩控制系统。系统采

用电动机控制专用DSP芯片TMS320LF2407A，该芯片集成了许多电动机控制所需的功

能模块，减少了外围电路设计工作；功率器件采用目前最先进的智能功率驱动模块IPM，

其内置的保护电路大大提高了系统的可靠性。DSP和IPM的采用，实现了先进理论与

先进器件的融合。系统硬件部分可作为通用的异步电动机控制系统硬件部分运行相应的

软件，即可实现相应的控制功能。论文最后，总结了整个系统的成功和不足，并展望了

直接转矩控制今后的发展。

关键词：异步电动机；直接转矩控制；TMS320LF2407；转矩调节；磁链调节；功率

驱动；

杨益金：异步电动机直接转矩控制的硬件设计

TheDesignOfHardwareForDirectTorque

ControlOfAsynchronousMotor

Abstract

Asynchronousisbeenusedeverywhereinindustry.Theimprovingoftheautomatic

technologyinindustrybringsthestricterrequirementtothemotorcontrolsystem.Tocertain

extent,whetherthedevelopmentofmotorcontrolsystemcankeepupwiththepaceofthe

industrializationwillaffectthewholedomesticeconomy.

Thehighestprecision,shortestresponsetimeandsimplestcomputingaretheeternal

destinationofmotorcontrolsystem.DirectTorqueControl(DTC)wasbeenbroughtbaseon

theseobjectsbywesterncountryGermany.Nowdays,ithasbecomethemostimportant

controltheoryinasynchronousmotorcontrolsystemjustbecauseofitscharacteristicssuchas

simplecomputing,lowreliabilitytomotorparameterandgooddynamicandstatistic