開關磁阻電機雙閉環(huán)控制系統(tǒng)設計

本文以四相8/6極開關磁阻電動機作為執(zhí)行器設計了一種新型閥門控制系統(tǒng),實現了閥門開度控制、遠程通訊、人機交互等功能?？刂葡到y(tǒng)采用兩片avr單片機作為核心處理器,以一片atmega88為主控芯片,以一片atmega48為從控制芯片,以鐵電存儲器為媒介實現兩單片機之間的數據傳送。采用位移-轉速-電流三閉環(huán)控制策略,采用模塊化編程方法,設計了控制軟件。最后給出了閥門開度變化時執(zhí)行電動機的速度曲線,很好地滿足了準確定位的要求。

根據小功率款調速范圍開關磁阻電機的特點,設計開發(fā)一套500w三相(6/4極)的開關磁阻電機及其閉環(huán)控制系統(tǒng).根據開關磁阻電機的工作原理,系統(tǒng)采用c8051f360芯片編寫模塊化控制程序,并將這套開關磁阻電機控制系統(tǒng)在料理機中進行實驗研究.實驗證明,該控制系統(tǒng)運行性能良好,達到預期效果.

采用了直接瞬時轉矩控制(ditc)方法來抑制開關磁阻電機(srm)的轉矩脈動。介紹了ditc方法的控制原理,據此設計了不同導通區(qū)間內的轉矩滯環(huán)控制器,并進行了仿真研究。仿真結果表明,ditc方法能夠按預定的要求將轉矩波動范圍控制在滯環(huán)限內,在調速階段能夠快速跟蹤和準確地控制轉矩,轉矩波形明顯優(yōu)于傳統(tǒng)電流斬波控制下的轉矩波形,證明了所設計的ditc方法能夠有效提升srm動、靜態(tài)工作過程中的轉矩性能。

開關磁阻電機調速系統(tǒng)設計論文簡介 開關磁阻電動機調速系統(tǒng)（switchedreluctncedrive，簡稱srd）是由開關磁阻電 動機、電力電子開關電路及驅動控制部分組成的高性能調速系統(tǒng)。開關磁阻電機具有結 構簡單堅固、成本低、容錯能力強、調速范圍寬、低速轉矩大、起動電流小、轉速精度 高、耐高溫、可頻繁起動制動等優(yōu)點，又在高度發(fā)展的電力電子和微機控制技術的支持 下獲得了良好的可控性能。因此，開關磁阻電機在驅動調速領域得到了廣泛的應用。 本文首先介紹了課題研究背景和意義。給出了開關磁阻電機控制系統(tǒng)的組成、運行 原理和控制方式。給出了開關磁阻電機的控制策略。在matlab/simulink交互式仿真集 成環(huán)境下，對開關磁阻控制系統(tǒng)進行了建模、仿真及分析。接著，給出了開關磁阻控制 系統(tǒng)的硬件、軟件設計方案。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開關磁阻電機為研究對象,以tms320f240型dsp為控制器核心,采用最少開關器件的功率變換器主電路,主功率開關器件選用igbt,設計了一種結構簡單、性能可靠的開關磁阻電機調速系統(tǒng)。實驗表明該系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠,調速性能優(yōu)良。

i 開關磁阻電機調速系統(tǒng)設計 摘要 開關磁阻電動機調速系統(tǒng)（switchedreluctncedrive，簡稱srd）是由開關磁阻電動 機、電力電子開關電路及驅動控制部分組成的高性能調速系統(tǒng)。開關磁阻電機具有結構簡 單堅固、成本低、容錯能力強、調速范圍寬、低速轉矩大、起動電流小、轉速精度高、耐 高溫、可頻繁起動制動等優(yōu)點，又在高度發(fā)展的電力電子和微機控制技術的支持下獲得了 良好的可控性能。因此，開關磁阻電機在驅動調速領域得到了廣泛的應用。 本文首先介紹了課題研究背景和意義。給出了開關磁阻電機控制系統(tǒng)的組成、運行原 理和控制方式。給出了開關磁阻電機的控制策略。在matlab/simulink交互式仿真集成環(huán) 境下，對開關磁阻控制系統(tǒng)進行了建模、仿真及分析。接著，給出了開關磁阻控制系統(tǒng)的 硬件、軟件設計方案。主要包括：dsptms320lf2407最小系統(tǒng)、位置檢測電路、電

介紹了單神經元自適應pid算法原理,提出了以單神經元自適應pid控制算法為核心的四相8/6極開關磁阻電機調速系統(tǒng)設計。以mcs80c196kc單片機作為控制器,對調速系統(tǒng)的硬件電路和軟件部分進行了設計,實現了單神經元pid自適應控制算法在開關磁阻電機調速中的應用。實驗證明,該控制算法有助于改善開關磁阻電機的調速性能。

開關磁阻電機調速系統(tǒng)仿真設計 摘要：開關磁阻電機（srm）的模型是進行srm的仿真和性能 預測、控制算法設計等研究的基礎。該項目所用500?w電機模型是 在matlab平臺下基于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)。 關鍵詞：開關磁阻電機模型仿真系統(tǒng)srm 1開關磁阻電機的建模問題 開關磁阻電機的非線性使其性能的精確分析和計算較為困難。由 于srm電機的定、轉子采用雙凸極結構，電動機在運行時其定、轉 子極身存在著顯著的邊緣效應和高度局部飽和，從而引起了整個磁路 的高度非線性，其每相繞組的電感是電流和電動機轉子位置角的非線 性函數，很難準確建立srm電機的非線性電感模型，因此如何建立 比較精確的srm電機的數學模型，是國內外廣大學者一直研究的問 題。 2srm模型數據的獲取 目前，關于srm電

在簡要介紹和分析開關磁阻電機調速系統(tǒng)(srd)的各個組成部分的基礎上,在matlab/simulink中,分別構建了各個部分的仿真模型,并介紹了模塊的功能及工作原理。將每個仿真模型連接構成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合的方法,保證了開關磁阻電機(srm)在低速或高速運行時都可獲得滿意的性能。仿真結果證明了pi調節(jié)的無偏差速度調節(jié)的有效性。

以一臺三相12/8結構開關磁阻電機(srm)為對象,設計了一套基于dspic30f2010數字信號控制器(dsc)的電動車用srm控制系統(tǒng),根據電動車的性能指標給出了系統(tǒng)的功率變換器、控制策略和軟硬件設計,最后進行了裝車試驗。試驗表明該系統(tǒng)運行可靠,性能優(yōu)良。

介紹了以tms320f2407芯片為核心的高性能數字化srd控制器的設計,給出了硬件電路設計和軟件設計策略,并對其中功率變換器的設計、驅動電路設計給出了詳細說明。本系統(tǒng)具有良好的調速性能和控制特性。

開關磁阻電機研究的 背景及意義 一、項目目的與意義 開關磁阻電機設計及其在礦山機械中的應用研究項目屬于《國家 中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）》中工業(yè)節(jié)能（機電產 品節(jié)能）、基礎件和通用部件的重點支持領域，同時符合《湖南省加 快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)總體規(guī)劃綱要》高效節(jié)能制造產業(yè)中節(jié) 能電機重點發(fā)展領域。 開關磁阻電動機(srd)調速系統(tǒng)是基于計算機和電力電子技術的 控制器及開關磁阻電動機的新型調速系統(tǒng)，由開關磁阻電動機與微機 智能控制器兩個部分組成。開關磁阻電動機調速系統(tǒng)的突出特點是效 率高、節(jié)能效果好、調速范圍廣、無啟動沖擊電流、啟動轉矩大、控 制靈活，此外還具有結構簡單、堅固可靠、成本低等優(yōu)點。除可以取 代已有的電氣傳動調速系統(tǒng)(如直流調速系統(tǒng)、變頻調速系統(tǒng))外，開 關磁阻電動機調速系統(tǒng)還十分適用于礦山井下機電設備需要重載啟 動、頻繁啟動、正反轉

針對單極性勵磁時四相8/6結構分塊轉子開關磁阻電機的定子磁通沖突問題,把雙極性勵磁方法應用于四相8/6結構分塊轉子開關磁阻電機,基于2d有限元建立雙極性分塊轉子開關磁阻電機的場路耦合模型,計算雙極性分塊轉子開關磁阻電機的電流、轉矩及銅耗,并在(r,θ)坐標系中細致描述定子鐵心和轉子鐵心特征區(qū)域的磁密周期性變化規(guī)律,最后應用雙頻法分離鐵損獲得鐵心的渦流損耗和磁滯損耗。計算結果表明,與同等雙極性勵磁的8/6結構雙極性普通開關磁阻電機相比,8/6結構雙極性分塊轉子開關磁阻電機的轉矩脈動大,但銅耗減小約32%,鐵耗減小約35%。

五相開關磁阻電機(srm)相對于常用的三相、四相srm來說其技術難度較大,但轉矩波動更小,運行更加平穩(wěn)。結合近期實際研制的一種1.1kw五相srm調速系統(tǒng)(以下簡稱1.1kw系統(tǒng))闡述了設計和實現時的一些要點。實際應用證明該系統(tǒng)收到了良好的經濟效益。

通過對開關磁阻電機(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,并對其控制系統(tǒng)的硬件和軟件進行了設計。硬件采用先進的dsp芯片tms320f2812作為控制核心,實現了控制系統(tǒng)的高效性和穩(wěn)定性,通過實驗驗證了基于電流滯環(huán)控制的正確性和可靠性。

開關磁阻電機(srm)由于其顯著的特點而得到業(yè)界廣泛關注。但實際應用中,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)勢體現不出來。研究基于單個功率模塊的srm系統(tǒng),分析其工作模式、換相情況及應用場合。采用單個功率模塊,其驅動和控制電路在價格上與變頻器相當,為srm的廣泛應用提供了強有力的支持。仿真和試驗結果驗證了理論分析的正確性和實用性。

針對開關磁阻電機調速系統(tǒng)的開關器件在工作過程中,會產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)的功率變換電路拓撲。該電路是在傳統(tǒng)的硬開關不對稱逆變橋的各開關器件上并聯(lián)緩沖電容,實現對相開關的零電壓關斷;同時,在直流母線上加入一個由二個電感與一個電容為主要組成元件的諧振環(huán),通過對此諧振環(huán)中諧振開關的合理控制,即可實現對相開關的零電壓開通及對諧振開關的零電流或零電壓軟通斷。通過對功率電路工作原理和動作模式過程的分析,得出需滿足的軟開關條件。具有此諧振環(huán)的軟開關變換器,有效區(qū)間大、功率損耗小,因而提高了開關磁阻電機調速系統(tǒng)的效率和性能。用matlab仿真實驗驗證了此電路的正確性與有效性。

傳統(tǒng)的采用開環(huán)控制的液壓啟閉機控制系統(tǒng)具有結構簡單、成本低的特點,但是同步精度低,不能滿足雙缸同步控制對高精度的要求,從而影響閘門的安全運行?；春尤虢勒喂こ涛髌l液壓啟閉機系統(tǒng)采用了雙缸同步閉環(huán)控制,利用plc對執(zhí)行元件的輸出量進行檢測、反饋和控制,能夠獲得較高的同步精度,滿足工程設計的要求。

為抑制開關磁阻電機(srm)轉矩脈動,從電機設計和控制的角度出發(fā)都需要快速、正確地獲取其磁鏈和轉矩模型。本文根據srm磁鏈隨角度、電流的變化特點,取6個特殊轉子位置處的磁鏈數據,用七次多項式函數來建立srm磁鏈模型和轉矩模型,與有限元計算結果對比表明,所提方法具有快速和準確性。

開關磁阻電動機系統(tǒng)是典型的機電一體化電機控制系統(tǒng)。該文以四相8/6極、5．5kw開關磁阻電動機(srm)為研究對象,設計了基于tms320f240的調速系統(tǒng)控制器和外圍電路。針對常用的幾種控制方法,給出了硬件電路的具體結構。結果證明,采用該控制器電機能可靠穩(wěn)定地運行。

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

提出了一種新型結構無軸承開關磁阻電機,其結構簡化,運行過程中不需要切換控制繞組,降低了控制系統(tǒng)的復雜性。分析了該電機的結構特點和懸浮原理,并基于有限元計算法對新型結構電機和常規(guī)結構電機進行了比較,包括:1)兩種電機在旋轉過程中轉子徑向氣隙磁密分布、徑向力產生情況以及產生懸浮力的同時對靜態(tài)輸出轉矩的影響;2)比較了控制繞組通電電流變化時產生徑向力情況及對靜態(tài)旋轉轉矩的影響。性能分析及比較結果表明,新型結構無軸承開關磁阻電機具有優(yōu)良的懸浮與旋轉性能,研究結果為該電機的進一步建模及運行控制建立了基礎。