开关磁阻电机回馈制动的研究

论文摘要

开关磁阻电机调速系统具有结构简单、系统控制灵活、调速性能好、动态性能好等诸多优点,近二十多年来,国内外在开关磁阻电机及其调速系统研究方面发展迅速。但对于开关磁阻电机制动状态(二、四象限)的研究还是刚刚开始。本文以一个3KW开关磁阻电机为研究对象,对其第四象限的回馈制动运行进行了研究,主要做了以下几个方面的工作。1、深入研究了开关磁阻电机在回馈制动运行时的励磁过程和机电能量转换原理并且分析了回馈制动运行时数学模型。分析了三种开关磁阻电机回馈制动运行时的控制方法,并对三种控制方法加以比较。在此基础上,确定了所要采取的控制方案。2、设计并调试了基于DSP56F803的开关磁阻电机回馈制动控制系统的硬件电路并编写了相应的软件程序。硬件电路实现了电机调速、电流斩波控制、转子位置检测等功能;软件程序实现了转速的闭环控制、相通断控制、电流检测以及转速计算等功能。3、在现有的条件下,通过实验给出了开关磁阻电机回馈运行时的相关波形和曲线,并对其进行了分析,得出开关磁阻电机具有较好的制动效果,可以比较方便的实现四象限运行的结论,为下一步研究工作打下了基础。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第1章 前言
• 1.1 开关磁阻电机的基本结构
• 1.2 开关磁阻电机的工作原理
• 1.3 开关磁阻电机调速系统的主要技术特点
• 1.4 开关磁阻电机回馈制动的研究状况
• 1.5 课题研究内容及意义
• 1.5.1 课题研究内容
• 1.5.2 课题的意义
• 第2章 开关磁阻电机回馈制动运行工作原理
• 2.1 开关磁阻电机回馈运行的励磁过程
• 2.1.1 励磁模式
• 2.1.2 励磁过程
• 2.2 开关磁阻电机回馈运行的数学模型
• 2.2.1 基本电路方程
• 2.2.2 相电流表达式
• 2.2.3 电磁转矩表达式
• 2.3 开关磁阻电机回馈运行的能量关系
• 2.4 开关磁阻电机回馈运行的特点
• 第3章 开关磁阻电机回馈制动控制方法研究
• 3.1 开关磁阻电机回馈控制模式
• 3.1.1 角度位置控制
• 3.1.2 脉宽调制控制
• 3.1.3 电流斩波控制
• 3.2 三种控制方案的比较
• 3.3 本文采取的控制方案
• 第4章 开关磁阻电机回馈制动控制系统的设计
• 4.1 系统硬件设计
• 4.1.1 功率主电路的设计
• 4.1.2 控制系统硬件设计
• 4.2 系统软件设计
• 4.2.1 软件环境介绍
• 4.2.2 PI 调节器的设计
• 4.2.3 主要程序
• 第5章 实验结果与分析
• 5.1 实验装置和检测方法
• 5.1.1 对拖实验装置简介
• 5.1.2 检测方法简介
• 5.2 开关磁阻电机的空载起动转速曲线及分析
• 5.3 斩波控制下的相电流波形及分析
• 5.4 回馈制动状态下的相电流波形及分析
• 第6章 结论
• 6.1 结论
• 6.2 后续工作
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间的研究成果