基于DSP的开关磁阻电机控制系统研究

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开关磁阻电机调速系统(Switched Reluctance Drive,简称SRD)是电机技术、现代电力电子技术与微机控制技术相结合的产物,以其电机结构简单坚固、成本低廉、可靠性高等优点,加之高速发展的电力电子和微机控制技术为其提供良好的可控性,已在工业、交通、国防及家用电器等方面得到了成功应用,因此1983年后在国际范围内迅速掀起开关磁阻电机研究热潮,并不断发展。
  本文主要以DSP芯片为控制核心,作为实验教具使用而设计了小功率开关磁阻电机调速系统平台,在此基础上进行理论研究和实践探索。
  首先,结合国内外文献资料,总结了SRD系统的优点和存在的问题,并就某些方面阐述了目前的研究现状和发展趋势;
  其次,详细分析了SR电机的基本方程,阐述了线性模型和非线性模型,并针对非线性模型,采用MATLAB/SIMULINK仿真工具进行了系统动态仿真;
  再次,采用有限元计算方法计算了SR电机的电感参数、磁链参数和电磁转矩参数,并运用传统的伏安法验证了计算结果,为实现SR电机准确建模和SRD系统高性能控制提供了依据;
  最后,设计了开关磁阻电机驱动系统的功率变换器、DSP最小控制系统及其配套的外围电路,运用PI控制算法,设计了转速和电流双闭环控制系统,在固定导通角的电压PWM基础上,采用非能量回馈式电压斩波方式(NERVC)以降低转矩脉动,并且进行了相关实验。
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