毕业论文--开关磁阻电机控制系统硬件设计

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1、HUNANUNIVERSITY毕业论文论文题目开关磁阻电机控制系统硬件设计学生姓名学生学号专业班级自动化1101学院名称电气与信息工程学院指导老师学院院长32湖南大学毕业设计(论文)第Ⅰ页2015年5月23日32湖南大学毕业设计(论文)第Ⅰ页32湖南大学毕业设计(论文)第Ⅰ页摘要开关磁阻电机（SwitchedReluctanceMotor）因结构简单，工作可靠，效率高成为电气传动领域热门课题之一。本文主要对开关磁阻控制系统硬件设计进行研究，通过在对目前开关磁阻电机的发展现状进行总结分析，确定了本研究中SRD系统的设计

2、目标。设计了开关磁阻电机驱动系统的主电路和驱动电路。对以控制器DSP28335为和核心的控制器进行设计，设计了电压电流和位置检测电路，显示电路。通过搭建的15KW开关磁阻电机测试平台进行实验，并对波形进行采集和比较分析。实验结果证明所设计控制系统能够满足预期性能指标。关键词：开关磁阻电机；DSP28335；电机控制系统；硬件电路32湖南大学毕业设计(论文)第Ⅰ页Abstract32湖南大学毕业设计(论文)第Ⅰ页目录摘要Abstract第1章绪论1.1国内外发展水平和研究现状1.2论文的研究背景及其主要内容1.2.1研

3、究意义1.2.2本文主要工作第2章开关磁阻电机及其控制2.1SR电机的基本结构与工作原理2.1.1SR电机的结构2.1.2SR电机的工作原理2.2SR电机控制方法第3章开关磁阻电机控制系统硬件设计3.1系统主电路设计3.1.1开关磁阻电机的性能指标3.1.2开关磁阻电机的主电路3.2驱动电路设计3.3控制电路设计3.3.1电流检测电路3.3.2电压检测电路3.3.3位置检测电路第4章控制系统测试与结果4.1实验装置简介4.2电动实验测试结果第5章结论与展望参考文献致谢附录A实验波形图附录B系统实物图32湖南大学毕业设

4、计(论文)第Ⅰ页第1章绪论从19世纪直流电动机问世起，电机学科的发展已经有一百多年的历史。然而，直流电动机的机械换向装置导致固有的换向问题，使其功率、速度及应用环境受限，因此采用无换向器的交流电动机实现电气传动向高电压、高速多大功率方向发展是电气传动发展的方向。正是在交流调速技术迅速发展的20世纪80年代，开关磁阻电机（SwitchedReluctanceMotor，简称SR电机）正式得到国际承认。[[]LawrensonPJ.Variable-speedswitchedreluctancemotors[J].Ele

5、ctricPowerApplicationsIeeProceedingsB,1980,127(4):253-265.]开关磁阻电动机(SRD)调速系统是基于计算机和电力电子技术的新型电机调速系统，主要包括开关磁阻电动机与微机智能控制器两个部分。开关磁阻电动机调速系统的突出特点是效率高、节能效果好、调速范围广、无启动冲击电流、启动转矩大、控制灵活，此外还具有结构简单、坚固可靠、成本低等优点。除可以取代已有的电气传动调速系统(如直流调速系统、变频调速系统)外，SR电机系统在家用电器、通用工业、伺服与调速系统、牵引电机、高

6、转速电机、航空航天等领域得到广泛应用。开关磁阻电机控制系统主要由开关磁阻电机、功率变换器、控制器等装置构成。其基本构成如图1-1所示。开关磁阻电动机是开关磁阻电机控制系统中实现机电能量转换的部件，也是开关磁阻电机控制系统有别于其它电机驱动系统的标志。功率变换器向开关磁阻电机提供运转所需能量，其由蓄电池或交流电整流后得到的直流电供电。控制器是系统的中枢。它综合处理速度指令、速度反馈信号及电流传感器、位置传感器的反馈信息，控制功率变换器中主开关器件的工作状态，实现对SRM运行状态的控制。位置传感器是开关磁阻电机控制系统不

7、可缺少的一部分，由它提供控制器转子位置信息，保证电机正常工作。32湖南大学毕业设计(论文)第Ⅰ页图1-1SRD基本构成经过多年的发展SR电机的设计以及控制技术已经逐渐成熟，其具有如下优点：1.结构简单、坚固、成本低。转子无任何绕组与永磁体，转子的这种结构使SR电机运行于高速和超高速成为可能；定子绕组嵌装容易，端部短而牢固；转子转动惯量小，易于加速；适用于高速、环境恶劣场合。2.热耗大部分产生于定子，易于冷却；转子无永磁体，最大允许升温较高。3.启动转矩大，在转速和功率范围内具有高输出和高效率。4.控制参数多，控制方式

8、灵活。5.各向绕组和磁路互相独立，系统可靠性高，容错能力强。同时，仍然存在部分问题亟需进一步完善，其局限性主要为：1.没有独立励磁绕组，相电流中既有励磁电流分量，也有转矩电流分量，使功率变换器与电动机之间存在无功功率往返交换，因而功率变换器所需的伏安容量较高。2.瞬间转矩脉动较大，振动、噪声问题突出。3.相数较多，主接线数较多；需要根据定、转子