超高速永磁同步電機(jī)因其速度快、效率高而廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造、航空航天、能源、船舶、醫(yī)療和國防工業(yè)等領(lǐng)域。隨著現(xiàn)代社會(huì)加工行業(yè)的不斷發(fā)展，以及人們對生產(chǎn)效率要求和全自動(dòng)化要求的提高，超高速電機(jī)需求也越來越多。因此，超高速永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究成為了國內(nèi)研究的熱點(diǎn)。

　　本文以江蘇省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“超高速永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制器研制”為研究背景，針對實(shí)際的超高速永磁同步電機(jī)，設(shè)計(jì)并開發(fā)了超高速永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。

　　首先，對實(shí)際的超高速永磁同步電機(jī)的控制需求進(jìn)行了詳細(xì)分析并給出了驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上提出了基于DSP+FPGA主從控制模式的系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案。為了更好地達(dá)到控制要求，選用了開關(guān)頻率在50kHz以上的IGBT功率開關(guān)器件并完成了系統(tǒng)其他核心器件的詳細(xì)分析與合理選型。

　　其次，采用模塊化設(shè)計(jì)思想完成了超高速永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)硬件電路詳細(xì)設(shè)計(jì)，具體包括：主控制系統(tǒng)硬件電路和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)硬件電路。主控制系統(tǒng)硬件電路包括DSP模塊、FPGA模塊、AD采樣模塊、信號調(diào)理模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊、通信模塊等；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)硬件電路包括整流模塊、逆變模塊、霍爾檢測模塊、溫度檢測模塊、電源管理模塊和保護(hù)模塊等，并完成了主控制系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的PCB設(shè)計(jì)與制作。

　　然后，完成了超高速永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。闡述了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，并采用模塊化軟件設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)了各個(gè)模塊，包括轉(zhuǎn)速估計(jì)模塊、轉(zhuǎn)速控制模塊、PWM周期中斷控制模塊、SVPWM軟件實(shí)現(xiàn)模塊、AD采樣控制模塊、故障中斷處理模塊等。為了確保超高速永磁同步電機(jī)調(diào)速控制策略的可行性，在轉(zhuǎn)速控制模塊設(shè)計(jì)了基于SVPWM的無速度傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制策略和弱磁控制策略，仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了控制策略的可行性。

　　最后，完成了超高速永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的軟硬件模塊化調(diào)試，實(shí)現(xiàn)對實(shí)際電機(jī)基于無速度傳感器的調(diào)速控制，從而驗(yàn)證了驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有效性和合理性。
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