小功率寬調(diào)速范圍開關(guān)磁阻電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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。

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。

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。

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。

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

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

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。控制系統(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。

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。

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。

開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(srd)是70年代開始研制,80年代逐步發(fā)展起來的一種新穎機(jī)電一體化驅(qū)動(dòng)設(shè)備,其性能優(yōu)越,發(fā)展前景廣闊。本文以所開發(fā)的sr71-8/6(250w)樣機(jī)為基礎(chǔ),比較系統(tǒng)地研究了pwm調(diào)壓調(diào)速型開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)原理,對(duì)所開創(chuàng)的一種-7.5°～22.5°的相繞組導(dǎo)通控制模式進(jìn)行了詳細(xì)分析,并給出了相應(yīng)的仿真和實(shí)踐結(jié)果。

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。

針對(duì)開關(guān)磁阻電機(jī)控制器采用分立功率元件外圍驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜,可靠性較低的狀況,本控制器系統(tǒng)功率變換器采用基于智能功率模塊的"h"橋式主電路,與采用分立的功率器件相比,硬件電路更為簡單可靠,改善了電機(jī)工作性能.同時(shí),電機(jī)在低速和中速階段采用不同的斬波模式,改善了電機(jī)運(yùn)行效果.在調(diào)速控制方法上采用轉(zhuǎn)速外環(huán),電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)pi控制方式,并在此基礎(chǔ)上結(jié)合一臺(tái)1.5kw的四相8/6極sr電動(dòng)機(jī)展開驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的雙相繞組同時(shí)通電的穩(wěn)定運(yùn)行和良好調(diào)速效果.

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。

分析了開關(guān)磁阻電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,在matlab/simulink環(huán)境下建立了相繞組數(shù)學(xué)模型、電流置換比較環(huán)節(jié)、功率變換電路模型,結(jié)合這幾個(gè)模塊在電流斬波控制階段,做了低速重載仿真分析。仿真分析證明此方法的適用性,為sr電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)提供了一種方法。

1 摘要 隨著自動(dòng)控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，制造業(yè)領(lǐng)域已大量采用計(jì)算 機(jī)技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制，這使制造業(yè)各個(gè)領(lǐng)域的成果，效率和質(zhì)量得到大幅度提高。 各種微機(jī)控制系統(tǒng)在基本構(gòu)造上是類同的，主要由微機(jī)控制器，被控對(duì)象與接口電 路（輸入，輸出及驅(qū)動(dòng)接口電路）組成。根據(jù)被控對(duì)象的不同，微機(jī)控制系統(tǒng)又分 為閉環(huán)控制系統(tǒng)（反饋控制輸出信號(hào)的大?。┡c開環(huán)控制系統(tǒng)，學(xué)好“計(jì)算機(jī)課程 設(shè)計(jì)”是掌握微機(jī)控制系統(tǒng)原理與技術(shù)的基礎(chǔ)；而“直流伺服電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)” 是鞏固，深化，掌握本門課程知識(shí)不可缺少的重要環(huán)節(jié)。 通過本次課程設(shè)計(jì)加深對(duì)《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》的理解和掌握。在設(shè)計(jì)程序的過 程中，廣泛的查閱相關(guān)資料，如各類中斷的作用和調(diào)用方式,屏幕顯示等等，通過 實(shí)踐來加深對(duì)理論知識(shí)的理解，同時(shí)將自己對(duì)這門技術(shù)的理解應(yīng)用在電動(dòng)機(jī)控制的 設(shè)計(jì)當(dāng)中，理論與實(shí)踐相互融合、相互促進(jìn)，提高自己的理論水平和實(shí)踐能力。 直

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)?。該電路是在傳統(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。

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。

開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（switchedrelcutancemotordrive，簡稱srd）是由開關(guān)磁阻電機(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)。相對(duì)于直流調(diào)速系統(tǒng)和pwm變頻調(diào)速系統(tǒng)，開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)綜合性能優(yōu)越，在實(shí)際應(yīng)用中取得了較好的運(yùn)行效果和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。本文以80c196kc單片機(jī)為數(shù)字控制器核心，進(jìn)行了系統(tǒng)控制器的硬件設(shè)計(jì)，并給出了硬件電路原理示意圖：包括單片機(jī)及附屬電路、鍵盤與顯示電路、位置檢測電路、功率變換器電路的示意圖；

為了提高礦用機(jī)車在復(fù)雜煤礦井下的工作性能和效率,提出了直接瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩控制(ditc)與徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)rbf-pid結(jié)合的控制算法.建立srm控制系統(tǒng)的simulink仿真模型,仿真結(jié)果表明:該方法不僅能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)pid控制參數(shù)整定、響應(yīng)速度快、控制精度高等優(yōu)點(diǎn),且具有較強(qiáng)的自適應(yīng)性、魯棒性和抗干擾能力.

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。

網(wǎng)絡(luò)高等教育 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題目：電機(jī)控制系統(tǒng)研究 學(xué)習(xí)中心： 層次：?？破瘘c(diǎn)本科 專業(yè)： 年級(jí)：年春/秋季 學(xué)號(hào)： 學(xué)生： 指導(dǎo)教師： 完成日期：年月日 電機(jī)控制系統(tǒng)研究 i 內(nèi)容摘要 電機(jī)是電能生產(chǎn)傳輸和分配的主要設(shè)備。在發(fā)電廠，發(fā)電機(jī)由汽輪機(jī)、水輪 機(jī)、柴油機(jī)或其他動(dòng)力機(jī)械帶動(dòng)，這些原動(dòng)機(jī)將燃料燃燒的熱能、水的的位能、 原子核裂變的原子能等轉(zhuǎn)化為機(jī)械能輸入到發(fā)電機(jī)，由發(fā)電將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能； 發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓再通過升壓變壓器升降后向遠(yuǎn)距離輸送；在各用電區(qū)域，又通 過不同電壓等級(jí)的降壓變壓器將電壓降低供給用戶。 在工業(yè)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用電機(jī)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)機(jī) 械和設(shè)備，一個(gè)現(xiàn)代化企業(yè)通過電機(jī)控制系統(tǒng)控制著幾百上千的不同電機(jī)，在這 寫電機(jī)中每臺(tái)電機(jī)都扮演者自己所特有的角色，它們分工明確團(tuán)隊(duì)的集體效應(yīng)為 社會(huì)的工業(yè)發(fā)

功率變換器是開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)重要組成部分,也是較容易出現(xiàn)故障的機(jī)構(gòu)之一,長期故障運(yùn)行必將對(duì)整個(gè)系統(tǒng)造成損壞。本文以不對(duì)稱半橋型功率變換器為研究對(duì)象,基于電機(jī)正常運(yùn)行與故障運(yùn)行時(shí)直流母線電流、相電流的不同表現(xiàn)提取故障特征量,并結(jié)合功率元件通斷狀態(tài)進(jìn)行綜合分析,提出一種開關(guān)磁阻電機(jī)功率變換器的故障檢測方案。仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果,表明該檢測方案在高速、低速運(yùn)行時(shí)可快速準(zhǔn)確地診斷出故障相、判斷出故障類型、及時(shí)定位出故障元件,節(jié)省了電流傳感器數(shù)目,具有較高的可靠性。