【摘 要】
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开关磁阻电机调速系统融开关型磁阻电机、现代电力电子技术和控制技术于一体,开关磁阻电机本身具有结构简单、坚固、可靠性高等优点,由其构成的调速系统具有控制灵活、调速性能
【出 处】
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北京机械工业学院 北京信息科技大学
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开关磁阻电机调速系统融开关型磁阻电机、现代电力电子技术和控制技术于一体,开关磁阻电机本身具有结构简单、坚固、可靠性高等优点,由其构成的调速系统具有控制灵活、调速性能好、运行效率高等优点,在调速领域显示了其独特的优越性,并已经在很多领域得到了广泛的应用。
本文以3KW四相8/6极开关磁阻电机为研究对象,对其构成的调速系统进行研究,主要完成了以下几个方面的工作:
首先,研究了开关磁阻电机的工作原理与数学模型,分析了常用的三种控制方法:电流斩波控制、角度位置控制和电压斩波控制,在此基础上确定了本系统的控制方案为:起动和低速运行时采用电流斩波与电压PWM斩波相结合的控制方式,高速运行时采用变角度与电压PWM斩波相结合的控制方式。
其次,设计了基于DSP56F803的开关磁阻电机调速系统的硬件电路,包括功率变换器主电路和控制器硬件电路。功率变换器以智能功率模块IPM为主开关器件,采用H桥型主电路结构。控制器硬件电路实现了转子位置检测、相电流和直流侧电压检测、电流上下限斩波、转速给定、控制信号输入、逻辑综合、与上位机通讯和显示等功能。
最后,在控制器硬件的基础上,根据控制方案的要求,完成了控制软件的设计和编写。控制软件采用模块化编程,提高了程序的通用性和可读性。联合调试控制器的硬件和软件,DSP综合相通断信号、电流斩波信号、电压PWM信号和角度控制信号,产生功率电路的驱动信号,实现了开关磁阻电机的换相逻辑控制、电流斩波控制、变角度控制、转速闭环调节、转速计算及显示等功能;并利用实验装置进行了开关磁阻电机的空载和负载实验,给出了实验波形,并作了相应分析。实验结果表明,开关磁阻电机调速系统的动态性能和稳态性能良好。
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