小步距角開關磁阻電機控制系統(tǒng)設計.pdf

1、開關磁阻電機驅動系統(tǒng)（SRD）是20世紀80年代迅速發(fā)展起來的一種新型調速系統(tǒng)，由于開關磁阻電機兼具異步電動機的結構簡單、運行可靠、成本低和直流電動機的控制簡單、調速性能優(yōu)異、能夠頻繁正反轉的優(yōu)點，因此在現(xiàn)代交流調速系統(tǒng)中占有重要的地位。反應式步進電機是一種小步距角的開關磁阻電機。本文以一臺三相反應式步進電機為對象，設計了基于旋轉變壓器的小步距角開關磁阻電機控制系統(tǒng)，使該電機的轉速范圍和轉矩得以大幅度的提升。同時，該系統(tǒng)又可以在極低的轉

2、速下以步進電機的方式運行，從而極大地擴展了步進電機的應用范圍。
　　本文首先介紹了開關磁阻電機調速系統(tǒng)的各個組成部分以及開關磁阻電機的基本結構和工作原理，并基于開關磁阻電機的線性數(shù)學模型對其繞組電感、繞組磁鏈、繞組電流以及電磁轉矩進行了分析，同時探討了開關磁阻電機的各種調速方式的優(yōu)缺點和適用場合。在此基礎上，以 dsPIC30f4011數(shù)字控制器為控制核心，設計了小步距角開關磁阻電機控制系統(tǒng)的軟硬件。首先給出了基于旋轉變壓器的轉子

3、位置檢測系統(tǒng)，以及采用CORDIC算法的低成本、無需專用解碼芯片的角度解碼方案。隨后，給出了包括主電路、MOSFET驅動電路、控制電路、保護電路以及相電流監(jiān)測電路等在內的系統(tǒng)硬件設計。在系統(tǒng)的軟件設計中，制定了基于變角度電壓PWM斬波的控制策略，給出了軟件系統(tǒng)主要部分的程序流程圖，并重點闡述了繞組換相、轉速計算、轉速PI控制等功能的軟件實現(xiàn)。最后，搭建了電機控制系統(tǒng)的實驗平臺，并利用該平臺分別對實驗電機進行了步進電機控制方式和開關磁阻電