毕业设计--小功率开关磁阻电机控制与驱动系统的设计

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1、摘要本文首先介绍了开关磁阻电机（SRM）在国内外的发展状况，接着介绍了开关磁阻电机调速系统（SRD）的特点、应用领域和目前研究的热点；并对开关磁阻电机的运行原理和电磁特性及其数学模型进行阐述，建立了开关磁阻电机的线性电感模型，在此基础上分析了开关磁阻电机的电磁转矩，进而得到开关磁阻电机的调速控制方法。其次，详细介绍了开关磁阻电机调速系统的各个组成部分，并介绍了目前常用的控制方法，分析了各种控制方法的优缺点，在此基础上，本文结合4kW/513V、三相12/8极开关磁阻电机进行了系统的软硬件设计。硬件设计包括对开关磁阻电机调速系统的功率变化器

2、主电路的设计及参数选择，设计中采用功率MOSFET为主开关器件，以驱动芯片TLP250为核心设计驱动电路；以单片机AT89C51和电机智能控制模块为核心设计控制电路；此外还设计了位置检测电路、电流检测电路、逻辑综合电路和数码显示电路等。其中电机智能控制模块实现速度、电流双PI调节、PWM生成、电流保护、斩波比较等功能；单片机负责判断转子的位置信息，并综合各种保护信号和给定信息，以及转速情况，给出相通信号及电流斩波阈值。在控制软件设计中采用模块化编程，增强了程序的通用性和可读性。关键词：开关磁阻电机；控制；AT89C51；功率MOSFETA

3、BSTRACTABSTRACT:Firstly,thethesisnotonlypresentsthedevelopingstatusoftheSRDsystembothindomesticandabroad，butalsointroducestheconfigurationapplicationareaandresearchhotspotofSRDsystem，andthenexpatiatetheelectromagnetismprincipleandmathematicmodelofSRM,establisheslinerinduc

4、tancemodelofSRM,thenanalysiselectromagnetismtorqueofSRDsystembasedonlinearinductancemodel，getthecontrolmethodofSRDsystemfinally.Secondly,thethesisintroducesallpartsofSRDsystemindetail,andintroducesthecontrolmethodnowused,giveouttheadvantageanddisadvantageofanymethod.Andth

5、enthethesisdesignsthehardwareandsoftwareoftheSRDsystembasedon4kW/513V,12/8SRM.Hardwareimplementationincludingofchoosingthestructureandparameterofpowerconverterwithitspowercomponent--POWERMOSFET;AsthecoredrivercircuittodrivethechipTLP250;Thecontrolcircuitwiththecorecompone

6、nts----AT89C51＆motorintelligentmoduleisdesigned.Alsothepositionsensortestingcircuit,currentsensortestingcircuit,logicsynthesiscircuitanddigitaldisplaycircuitaredesigned.Thefunctionofmotorintelligentcircuitsto-realizedualPIadjusterofspeedandcurrent,PWMgeneration,currentpro

7、tection,chop-wavecomparison．WhilethefunctionofAT89C51istojudgerotatorlocationinformation,synthesizevariousprotectionsignalandcommandedinformation,andspeedcondition,thengivethephaseon/offsignalandchoppedcurrentlimitedvalue.Thesoftwareofsystemisprogrammed.TheModularStructur

8、edprogrammingmakestheprogramreadableandmodifiable.KEYWORDS:SRM;CONTROL;AT89C51;POWERMOSFET目录摘要IA