開關(guān)磁阻電機(jī)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本文以四相8/6極開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行器設(shè)計(jì)了一種新型閥門控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了閥門開度控制、遠(yuǎn)程通訊、人機(jī)交互等功能?？刂葡到y(tǒng)采用兩片avr單片機(jī)作為核心處理器,以一片atmega88為主控芯片,以一片atmega48為從控制芯片,以鐵電存儲(chǔ)器為媒介實(shí)現(xiàn)兩單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送。采用位移-轉(zhuǎn)速-電流三閉環(huán)控制策略,采用模塊化編程方法,設(shè)計(jì)了控制軟件。最后給出了閥門開度變化時(shí)執(zhí)行電動(dòng)機(jī)的速度曲線,很好地滿足了準(zhǔn)確定位的要求。

根據(jù)小功率款調(diào)速范圍開關(guān)磁阻電機(jī)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)開發(fā)一套500w三相(6/4極)的開關(guān)磁阻電機(jī)及其閉環(huán)控制系統(tǒng).根據(jù)開關(guān)磁阻電機(jī)的工作原理,系統(tǒng)采用c8051f360芯片編寫模塊化控制程序,并將這套開關(guān)磁阻電機(jī)控制系統(tǒng)在料理機(jī)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究.實(shí)驗(yàn)證明,該控制系統(tǒng)運(yùn)行性能良好,達(dá)到預(yù)期效果.

采用了直接瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩控制(ditc)方法來抑制開關(guān)磁阻電機(jī)(srm)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。介紹了ditc方法的控制原理,據(jù)此設(shè)計(jì)了不同導(dǎo)通區(qū)間內(nèi)的轉(zhuǎn)矩滯環(huán)控制器,并進(jìn)行了仿真研究。仿真結(jié)果表明,ditc方法能夠按預(yù)定的要求將轉(zhuǎn)矩波動(dòng)范圍控制在滯環(huán)限內(nèi),在調(diào)速階段能夠快速跟蹤和準(zhǔn)確地控制轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)矩波形明顯優(yōu)于傳統(tǒng)電流斬波控制下的轉(zhuǎn)矩波形,證明了所設(shè)計(jì)的ditc方法能夠有效提升srm動(dòng)、靜態(tài)工作過程中的轉(zhuǎn)矩性能。

開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文簡介 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（switchedreluctncedrive，簡稱srd）是由開關(guān)磁阻電 動(dòng)機(jī)、電力電子開關(guān)電路及驅(qū)動(dòng)控制部分組成的高性能調(diào)速系統(tǒng)。開關(guān)磁阻電機(jī)具有結(jié) 構(gòu)簡單堅(jiān)固、成本低、容錯(cuò)能力強(qiáng)、調(diào)速范圍寬、低速轉(zhuǎn)矩大、起動(dòng)電流小、轉(zhuǎn)速精度 高、耐高溫、可頻繁起動(dòng)制動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，又在高度發(fā)展的電力電子和微機(jī)控制技術(shù)的支持 下獲得了良好的可控性能。因此，開關(guān)磁阻電機(jī)在驅(qū)動(dòng)調(diào)速領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 本文首先介紹了課題研究背景和意義。給出了開關(guān)磁阻電機(jī)控制系統(tǒng)的組成、運(yùn)行 原理和控制方式。給出了開關(guān)磁阻電機(jī)的控制策略。在matlab/simulink交互式仿真集 成環(huán)境下，對(duì)開關(guān)磁阻控制系統(tǒng)進(jìn)行了建模、仿真及分析。接著，給出了開關(guān)磁阻控制 系統(tǒng)的硬件、軟件設(shè)計(jì)方案。主要包括：dsptms320lf2407最小系統(tǒng)、位置檢測電路、 電流檢測

以四相8/6極、5.5kw開關(guān)磁阻電機(jī)為研究對(duì)象,以tms320f240型dsp為控制器核心,采用最少開關(guān)器件的功率變換器主電路,主功率開關(guān)器件選用igbt,設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠的開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)表明該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,調(diào)速性能優(yōu)良。

i 開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（switchedreluctncedrive，簡稱srd）是由開關(guān)磁阻電動(dòng) 機(jī)、電力電子開關(guān)電路及驅(qū)動(dòng)控制部分組成的高性能調(diào)速系統(tǒng)。開關(guān)磁阻電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡 單堅(jiān)固、成本低、容錯(cuò)能力強(qiáng)、調(diào)速范圍寬、低速轉(zhuǎn)矩大、起動(dòng)電流小、轉(zhuǎn)速精度高、耐 高溫、可頻繁起動(dòng)制動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，又在高度發(fā)展的電力電子和微機(jī)控制技術(shù)的支持下獲得了 良好的可控性能。因此，開關(guān)磁阻電機(jī)在驅(qū)動(dòng)調(diào)速領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 本文首先介紹了課題研究背景和意義。給出了開關(guān)磁阻電機(jī)控制系統(tǒng)的組成、運(yùn)行原 理和控制方式。給出了開關(guān)磁阻電機(jī)的控制策略。在matlab/simulink交互式仿真集成環(huán) 境下，對(duì)開關(guān)磁阻控制系統(tǒng)進(jìn)行了建模、仿真及分析。接著，給出了開關(guān)磁阻控制系統(tǒng)的 硬件、軟件設(shè)計(jì)方案。主要包括：dsptms320lf2407最小系統(tǒng)、位置檢測電路、電

介紹了單神經(jīng)元自適應(yīng)pid算法原理,提出了以單神經(jīng)元自適應(yīng)pid控制算法為核心的四相8/6極開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)。以mcs80c196kc單片機(jī)作為控制器,對(duì)調(diào)速系統(tǒng)的硬件電路和軟件部分進(jìn)行了設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了單神經(jīng)元pid自適應(yīng)控制算法在開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速中的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)證明,該控制算法有助于改善開關(guān)磁阻電機(jī)的調(diào)速性能。

開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì) 摘要：開關(guān)磁阻電機(jī)（srm）的模型是進(jìn)行srm的仿真和性能 預(yù)測、控制算法設(shè)計(jì)等研究的基礎(chǔ)。該項(xiàng)目所用500?w電機(jī)模型是 在matlab平臺(tái)下基于srm的物理特性所建立的srm查找表模 型，并基于該模型，建立了srm仿真系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞：開關(guān)磁阻電機(jī)模型仿真系統(tǒng)srm 1開關(guān)磁阻電機(jī)的建模問題 開關(guān)磁阻電機(jī)的非線性使其性能的精確分析和計(jì)算較為困難。由 于srm電機(jī)的定、轉(zhuǎn)子采用雙凸極結(jié)構(gòu)，電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)其定、轉(zhuǎn) 子極身存在著顯著的邊緣效應(yīng)和高度局部飽和，從而引起了整個(gè)磁路 的高度非線性，其每相繞組的電感是電流和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子位置角的非線 性函數(shù)，很難準(zhǔn)確建立srm電機(jī)的非線性電感模型，因此如何建立 比較精確的srm電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，是國內(nèi)外廣大學(xué)者一直研究的問 題。 2srm模型數(shù)據(jù)的獲取 目前，關(guān)于srm電

在簡要介紹和分析開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)(srd)的各個(gè)組成部分的基礎(chǔ)上,在matlab/simulink中,分別構(gòu)建了各個(gè)部分的仿真模型,并介紹了模塊的功能及工作原理。將每個(gè)仿真模型連接構(gòu)成srd的系統(tǒng)仿真模型。系統(tǒng)采用雙閉環(huán)控制:速度環(huán)采用pi控制,電流環(huán)采用角度位置控制與電流斬波控制相結(jié)合的方法,保證了開關(guān)磁阻電機(jī)(srm)在低速或高速運(yùn)行時(shí)都可獲得滿意的性能。仿真結(jié)果證明了pi調(diào)節(jié)的無偏差速度調(diào)節(jié)的有效性。

以一臺(tái)三相12/8結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機(jī)(srm)為對(duì)象,設(shè)計(jì)了一套基于dspic30f2010數(shù)字信號(hào)控制器(dsc)的電動(dòng)車用srm控制系統(tǒng),根據(jù)電動(dòng)車的性能指標(biāo)給出了系統(tǒng)的功率變換器、控制策略和軟硬件設(shè)計(jì),最后進(jìn)行了裝車試驗(yàn)。試驗(yàn)表明該系統(tǒng)運(yùn)行可靠,性能優(yōu)良。

介紹了以tms320f2407芯片為核心的高性能數(shù)字化srd控制器的設(shè)計(jì),給出了硬件電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)策略,并對(duì)其中功率變換器的設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)給出了詳細(xì)說明。本系統(tǒng)具有良好的調(diào)速性能和控制特性。

開關(guān)磁阻電機(jī)研究的 背景及意義 一、項(xiàng)目目的與意義 開關(guān)磁阻電機(jī)設(shè)計(jì)及其在礦山機(jī)械中的應(yīng)用研究項(xiàng)目屬于《國家 中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）》中工業(yè)節(jié)能（機(jī)電產(chǎn) 品節(jié)能）、基礎(chǔ)件和通用部件的重點(diǎn)支持領(lǐng)域，同時(shí)符合《湖南省加 快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)總體規(guī)劃綱要》高效節(jié)能制造產(chǎn)業(yè)中節(jié) 能電機(jī)重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(srd)調(diào)速系統(tǒng)是基于計(jì)算機(jī)和電力電子技術(shù)的 控制器及開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的新型調(diào)速系統(tǒng)，由開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)與微機(jī) 智能控制器兩個(gè)部分組成。開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的突出特點(diǎn)是效 率高、節(jié)能效果好、調(diào)速范圍廣、無啟動(dòng)沖擊電流、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、控 制靈活，此外還具有結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固可靠、成本低等優(yōu)點(diǎn)。除可以取 代已有的電氣傳動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)(如直流調(diào)速系統(tǒng)、變頻調(diào)速系統(tǒng))外，開 關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)還十分適用于礦山井下機(jī)電設(shè)備需要重載啟 動(dòng)、頻繁啟動(dòng)、正反轉(zhuǎn)

針對(duì)單極性勵(lì)磁時(shí)四相8/6結(jié)構(gòu)分塊轉(zhuǎn)子開關(guān)磁阻電機(jī)的定子磁通沖突問題,把雙極性勵(lì)磁方法應(yīng)用于四相8/6結(jié)構(gòu)分塊轉(zhuǎn)子開關(guān)磁阻電機(jī),基于2d有限元建立雙極性分塊轉(zhuǎn)子開關(guān)磁阻電機(jī)的場路耦合模型,計(jì)算雙極性分塊轉(zhuǎn)子開關(guān)磁阻電機(jī)的電流、轉(zhuǎn)矩及銅耗,并在(r,θ)坐標(biāo)系中細(xì)致描述定子鐵心和轉(zhuǎn)子鐵心特征區(qū)域的磁密周期性變化規(guī)律,最后應(yīng)用雙頻法分離鐵損獲得鐵心的渦流損耗和磁滯損耗。計(jì)算結(jié)果表明,與同等雙極性勵(lì)磁的8/6結(jié)構(gòu)雙極性普通開關(guān)磁阻電機(jī)相比,8/6結(jié)構(gòu)雙極性分塊轉(zhuǎn)子開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大,但銅耗減小約32%,鐵耗減小約35%。

五相開關(guān)磁阻電機(jī)(srm)相對(duì)于常用的三相、四相srm來說其技術(shù)難度較大,但轉(zhuǎn)矩波動(dòng)更小,運(yùn)行更加平穩(wěn)。結(jié)合近期實(shí)際研制的一種1.1kw五相srm調(diào)速系統(tǒng)(以下簡稱1.1kw系統(tǒng))闡述了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)時(shí)的一些要點(diǎn)。實(shí)際應(yīng)用證明該系統(tǒng)收到了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

通過對(duì)開關(guān)磁阻電機(jī)(switchreluctancemotor,簡稱srm)控制系統(tǒng)的研究,提出了一種電流滯環(huán)控制策略,并對(duì)其控制系統(tǒng)的硬件和軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)。硬件采用先進(jìn)的dsp芯片tms320f2812作為控制核心,實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)的高效性和穩(wěn)定性,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了基于電流滯環(huán)控制的正確性和可靠性。

開關(guān)磁阻電機(jī)(srm)由于其顯著的特點(diǎn)而得到業(yè)界廣泛關(guān)注。但實(shí)際應(yīng)用中,srm所占市場份額不多。主要原因是幾乎所有的功率器件集成模塊都是基于變頻器主電路研發(fā)和制造的,srm專用的功率集成模塊幾乎沒有,srm主電路簡單的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)不出來。研究基于單個(gè)功率模塊的srm系統(tǒng),分析其工作模式、換相情況及應(yīng)用場合。采用單個(gè)功率模塊,其驅(qū)動(dòng)和控制電路在價(jià)格上與變頻器相當(dāng),為srm的廣泛應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的支持。仿真和試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的正確性和實(shí)用性。

針對(duì)開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的開關(guān)器件在工作過程中,會(huì)產(chǎn)生大的電磁干擾和大的功率損耗問題,提出了一種基于新型電容分壓并聯(lián)諧振直流環(huán)的功率變換電路拓?fù)洹Ｔ撾娐肥窃趥鹘y(tǒng)的硬開關(guān)不對(duì)稱逆變橋的各開關(guān)器件上并聯(lián)緩沖電容,實(shí)現(xiàn)對(duì)相開關(guān)的零電壓關(guān)斷;同時(shí),在直流母線上加入一個(gè)由二個(gè)電感與一個(gè)電容為主要組成元件的諧振環(huán),通過對(duì)此諧振環(huán)中諧振開關(guān)的合理控制,即可實(shí)現(xiàn)對(duì)相開關(guān)的零電壓開通及對(duì)諧振開關(guān)的零電流或零電壓軟通斷。通過對(duì)功率電路工作原理和動(dòng)作模式過程的分析,得出需滿足的軟開關(guān)條件。具有此諧振環(huán)的軟開關(guān)變換器,有效區(qū)間大、功率損耗小,因而提高了開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的效率和性能。用matlab仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了此電路的正確性與有效性。

傳統(tǒng)的采用開環(huán)控制的液壓啟閉機(jī)控制系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低的特點(diǎn),但是同步精度低,不能滿足雙缸同步控制對(duì)高精度的要求,從而影響閘門的安全運(yùn)行。淮河入江水道整治工程西偏泓閘液壓啟閉機(jī)系統(tǒng)采用了雙缸同步閉環(huán)控制,利用plc對(duì)執(zhí)行元件的輸出量進(jìn)行檢測、反饋和控制,能夠獲得較高的同步精度,滿足工程設(shè)計(jì)的要求。

為抑制開關(guān)磁阻電機(jī)(srm)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),從電機(jī)設(shè)計(jì)和控制的角度出發(fā)都需要快速、正確地獲取其磁鏈和轉(zhuǎn)矩模型。本文根據(jù)srm磁鏈隨角度、電流的變化特點(diǎn),取6個(gè)特殊轉(zhuǎn)子位置處的磁鏈數(shù)據(jù),用七次多項(xiàng)式函數(shù)來建立srm磁鏈模型和轉(zhuǎn)矩模型,與有限元計(jì)算結(jié)果對(duì)比表明,所提方法具有快速和準(zhǔn)確性。

開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是典型的機(jī)電一體化電機(jī)控制系統(tǒng)。該文以四相8/6極、5．5kw開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(srm)為研究對(duì)象,設(shè)計(jì)了基于tms320f240的調(diào)速系統(tǒng)控制器和外圍電路。針對(duì)常用的幾種控制方法,給出了硬件電路的具體結(jié)構(gòu)。結(jié)果證明,采用該控制器電機(jī)能可靠穩(wěn)定地運(yùn)行。

開關(guān)磁阻電機(jī)是由功率變換器電路、雙凸極磁阻電機(jī)及其控制器組成的新型機(jī)電一體化調(diào)速電動(dòng)機(jī)系統(tǒng),其性能優(yōu)越,發(fā)展前景廣闊。

提出了一種新型結(jié)構(gòu)無軸承開關(guān)磁阻電機(jī),其結(jié)構(gòu)簡化,運(yùn)行過程中不需要切換控制繞組,降低了控制系統(tǒng)的復(fù)雜性。分析了該電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和懸浮原理,并基于有限元計(jì)算法對(duì)新型結(jié)構(gòu)電機(jī)和常規(guī)結(jié)構(gòu)電機(jī)進(jìn)行了比較,包括:1)兩種電機(jī)在旋轉(zhuǎn)過程中轉(zhuǎn)子徑向氣隙磁密分布、徑向力產(chǎn)生情況以及產(chǎn)生懸浮力的同時(shí)對(duì)靜態(tài)輸出轉(zhuǎn)矩的影響;2)比較了控制繞組通電電流變化時(shí)產(chǎn)生徑向力情況及對(duì)靜態(tài)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的影響。性能分析及比較結(jié)果表明,新型結(jié)構(gòu)無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)具有優(yōu)良的懸浮與旋轉(zhuǎn)性能,研究結(jié)果為該電機(jī)的進(jìn)一步建模及運(yùn)行控制建立了基礎(chǔ)。