论文摘要
开关磁阻电机控制系统是电机技术与现代电力电子技术、微机控制技术相结合的产物,具有结构简单坚固、成本低、容错能力强等优点。它以其优良的调速性能日益受到人们的关注,显示出强大的市场竞争力。本文采用TMS320LF2407A DSP为控制核心,以750W三相12/8极开关磁阻电机为基石出,设计开发了开关磁阻电机控制系统,并将控制系统软硬件成功地应用到大功率开关磁阻电机的控制,取得了良好的应用效果。本文对开关磁阻电机的控制策略进行了改进。首先,建立了开关磁阻电机的数学模型,通过对电感、电流波形和数学模型的分析,制定了三种换相逻辑,使电机在不同转速下稳定运行。第二,针对开关磁阻电机低速转矩脉动较大的问题,提出选用合适的换相逻辑使电机换相由点换相改为区域换相的策略,再配合电流滞回斩波控制抑制过电流,改善了开关磁阻电机的低速运行性能。第三,在硬件电路中设置了软起动电位器,调节起动时间,通过软硬件相结合的方式设计了两种软起动策略,改善了开关磁阻电机的起动性能。最后,根据12/8极开关磁阻电机的结构特点,提出了一种自锁定位控制策略,采用一相连续通电方式产生制动和定位转矩,同时采用电流闭环实现恒流控制,通过硬件电路中的制动控制电位器来调节制动力矩的大小,既很好地限制了电流,又实现了电机的平稳制动,并使电机的制动时间可调。
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摘要Abstract1 绪论1.1 开关磁阻电机的国内外发展概况1.2 开关磁阻电机的研究进展1.2.1 开关磁阻电机建模的研究1.2.2 开关磁阻电机控制策略的研究1.2.3 开关磁阻电机无位置传感器技术的研究1.3 本文的主要工作2 开关磁阻电机的运行机理2.1 开关磁阻电机的基本结构和工作原理2.2 开关磁阻电机的基本方程与性能分析2.2.1 开关磁阻电机的基本方程2.2.2 基于理想线性模型的开关磁阻电机分析2.3 开关磁阻电机的基本控制方式3 开关磁阻电机控制系统的硬件设计3.1 硬件设计总体概述3.2 功率变换器电路和功率器件驱动电路3.2.1 功率变换器电路3.2.2 功率开关器件和续流二极管的选用3.2.3 功率器件驱动电路3.3 转子位置信号检测与调理3.4 电流信号检测3.5 故障检测与保护电路3.6 人机交互与调速、软起动、制动控制电路3.7 硬件抗干扰措施4 开关磁阻电机控制系统的软件设计4.1 软件控制系统原理图4.2 软件控制具体策略4.2.1 PID控制4.2.2 三种换相逻辑4.2.3 低速减小转矩脉动控制策略4.2.4 软起动策略4.2.5 制动控制策略4.3 控制系统的程序设计4.3.1 控制系统程序设计结构4.3.2 初始化子程序4.3.3 速度计算子程序4.3.4 基于状态机的键盘扫描子程序4.3.5 系统中断子程序4.3.6 捕获中断子程序4.3.7 功率中断子程序4.3.8 外部中断子程序4.3.9 显示程序4.4 软件抗干扰措施5 实验5.1 实验系统5.2 实验波形5.2.1 位置信号波形5.2.2 运行电流和对应PWM波形5.2.3 瞬时速度检测5.3 波形分析结论参考文献攻读硕士学位期间发表学术论文情况致谢
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