论文摘要
开关磁阻电机调速系统（简称SRD）由开关磁阻电机（简称SRM）、控制器、功率变换器、位置传感器及电流传感器等组成,其诸多的优点使其极具有发展潜力。为了能将SRD应用于两台电机同步运行的采煤机电牵引系统去,本文对单控制器控制两台电机的控制系统进行了研究和设计。SRD系统由于存在位置检测等问题,很难做到多个电机直接并联到一个控制器中,目前采用主电路直流母线上有两块单独功率驱动电路并联。双开关磁阻电机同步运行系统在合理分配空间和提高两台电机并联拖动性能有其优势所在。双电机控制系统硬件电路设计以电机控制专用DSP芯片TMS320F2407为主控芯片,以两台500W的SRM为研究对象。DSP丰富的外围电路、强大的计算功能和运算速度,大大加快数字控制系统的设计过程,使两台电机同步运转能够通过单控制器来实现。功率变换器采用最少数量主开关器件的实现形式,灵活运用了集成度高、性能好、控制灵活的智能功率模块（IPM）。IPM不仅把功率开关器件和驱动电路集成在一起,而且内置各种保护功能,使得系统电路性能更加稳定,结构更为简单。本系统对每台电机都采用双闭环PI数字调节,通过PWM信号,电流电压保护信号以及斩波电路相结合,实现对主功率元件的控制。并且重点针对两台电机运行中可能出现的功率不平衡现象进行了分析,提出了转矩平衡补偿控制,将转矩误差经过模糊控制运算,转化成电流闭环输入的补偿值,实现了刚性连接的双开关磁阻电机的同步协调运行。软件设计采用实时嵌入式操作系统μC/OS-II,功能子程序实行模块化函数设计,增强了系统的实时性和多任务处理的能力。通过速度调节子程序,电流调节子程序等实现了电机稳定起动、快速制动、电流斩波控制和角度位置控制等等运动过程。最后,采用基于本文设计的软硬件控制系统进行了实验,实验结果基本令人满意,也验证了系统设计的可靠性。
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标签：开关磁阻电机调速系统论文; 转矩平衡论文; 智能功率模块论文; 嵌入式系统论文;