基于TMS320F2812的開關(guān)磁阻電機控制策略研究.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，開關(guān)磁阻電機（Switched Reluctance Motor，簡稱SRM）的應(yīng)用越來越廣泛。開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)子無繞組和永磁體，結(jié)構(gòu)簡單堅固，沒有永磁電機的退磁問題，適合在高溫等惡劣環(huán)境中使用。此外，開關(guān)磁阻電機還具有可頻繁起動制動、起動轉(zhuǎn)矩電流比大、四象限運行和調(diào)速范圍寬等優(yōu)點，在泵類、油田、紡織業(yè)、機床設(shè)備以及電動車等領(lǐng)域中都具有良好的應(yīng)用前景。
　　但是開關(guān)磁阻電機雙凸極的結(jié)構(gòu)使其磁場具有非線性的特點

2、，電機局部飽和嚴(yán)重，對鐵芯損耗的分析較為困難。此外轉(zhuǎn)矩脈動、振動和噪聲是限制開關(guān)磁阻電機推廣應(yīng)用的瓶頸。本文進(jìn)行了以下研究工作:
　　(1)建立了開關(guān)磁阻電機的數(shù)學(xué)模型，通過有限元仿真得到電機磁鏈相對于電流和位置的曲線，并進(jìn)行了實驗驗證。實驗方法是先固定電機轉(zhuǎn)子位置，再向電機施加電壓脈沖，測量并記錄相繞組中的電流值，根據(jù)施加電壓的大小和持續(xù)時間得到磁鏈曲線。在所得磁鏈-電流數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上使用Matlab進(jìn)行進(jìn)一步處理，得到轉(zhuǎn)矩-磁鏈

3、數(shù)據(jù)，在Simulink中建立了電機的非線性模型，通過對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行樣條插值可以獲得電流與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系。然后通過Maxwell/Simplorer的聯(lián)合仿真驗證所建模型是準(zhǔn)確有效的。
　　(2)對控制策略進(jìn)行了仿真研究，在傳統(tǒng)PI調(diào)速中加入了積分飽和校正環(huán)節(jié)，用實際電流值對積分值進(jìn)行限制以減小超調(diào)量;加入轉(zhuǎn)速微分環(huán)節(jié)，使用轉(zhuǎn)速上升率對控制器輸出進(jìn)行調(diào)整，使控制性得到改善。之后對角度控制和兩相勵磁進(jìn)行仿真研究，得到不同開通、關(guān)斷角下各

4、自的調(diào)速性能，根據(jù)電機運行狀態(tài)選擇最佳的開關(guān)角度，使電機運行在最優(yōu)性能區(qū)。并對突加負(fù)載、多相勵磁以及缺相運行等不同的情況分別進(jìn)行了仿真和分析。
　　(3)搭建了開關(guān)磁阻電機控制系統(tǒng)的硬件平臺并編寫了軟件代碼。采用基于TMS320F2812的通用控制板，控制板具有模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、PWM、數(shù)字輸入/輸出以及通信多個模塊。在之前研究的控制策略基礎(chǔ)上，編寫了控制軟件代碼，能夠采集相電流和捕獲位置中斷，對當(dāng)前轉(zhuǎn)速與位置進(jìn)行判斷，輸出驅(qū)動信號實