高效节能型开关磁阻电机控制系统研究设计.docVIP

目 录 摘要 I Abstract II 第1章 绪论 1 1.1开关磁阻电机的发展概况 1 1.1.1国外发展概况 1 1.1.2 国内发展概况 2 1.2 开关磁阻电机控制系统的组成与性能特点 3 1.2.1开关磁阻电机控制系统的组成 3 1.2.2 开关磁阻电机调速系统其主要特点 3 1.3开关磁阻电机调速系统的研究方向 4 1.4 本文的主要研究内容 6 第2章 SR电机控制系统的基本原理和数学模型 7 2.1 SR电机基本结构及原理 7 2.1.1开关磁阻电机的基本结构 7 2.2开关磁阻电机的数学模型 9 2.2.2 数学模型的求解方法 10 2.3 开关磁阻电机工作的基本分析 11 2.3.1 电感与转子位置角的关系 11 2.3.2 电磁转矩的分析 12 2.3.3 绕组电流的分析 13 2.3.4 转速的控制 14 2.4 开关磁阻电机控制系统工作过程及控制策略 15 2.4.1 开关磁阻电机控制系统的工作过程 15 2.4.2开关磁阻电机调速系统的控制策略 15 2.4.3 SR电机调速系统基本控制策略分类 16 第3章 开关磁阻电机控制系统硬件设计 18 3.1 基于LPC2101 控制器的SRD 系统硬件结构设计 18 3.2 功率变换器的整体设计 20 3.2.1 常用功率变换器主电路结构形式 20 3.2.2 主开关器件的选择 23 3.2.3 功率变换器的设计 24 3.2.4 功率电路的相开关通断时刻 26 3.3 IGBT驱动电路的设计 27 3.4 位置检测单元的硬件设计 28 3.5 速度给定信号的硬件电路 29 3.6 电流检测电路 30 3.7 低速电流斩波电路 31 3.8 高速电压斩波电路 32 第4章 开关磁阻电机的软件设计 33 4.1 主程序框架 33 4.2 初始化子程序 33 4.3 相逻辑判断子程序 35 4.4 测速子程序 36 4.5 数字滤波子程序 36 4.6脉宽控制子程序 37 4.7 运行控制子程序 38 4.8 本章小结 39 第5章 试验结果数据分析 40 5.1 实验装置 40 5.2 实验测试 41 结 束 语 44 参考文献 46 致 谢 47  高效节能型开关磁阻电机控制系统研究 摘要：开关磁阻电机是电机技术与现代电力电子技术、微机控制技术相结合的产物，既具有结构简单坚固、成本低、容错能力强，耐高温等优点，又在高度发展的电力电子和微机控制技术的支持下获得了良好的可控性能，目前己经在多个工业部门得到应用。因此，开关磁阻电机在控制调速领域有着良好的发展前景。 首先，本文结合大量的文献资料，全面总结和分析了当前开关磁阻电机调速系统的几大优势，进一步明确了在科研中加强开发开关磁阻电机调速系统的意义。其次，论文对以微处理器为控制核心的高效节能型开关磁阻电动机控制系统进行了研究，得出基于有位置传感器检测的控制方案。论文简要概述了SRD 系统发展过程、发展方向，以及SRD 系统的基本结构、工作原理和特点； 基于单片机控制技术和电力电子变流技术，开发设计了一套以LPC2101 为核心的控制系统硬件设计，针对SR 电机的控制特点，充分利用了微处理器的硬件资源，设计了相应的外围硬件检测、保护、控制及人机接口电路，使控制系统结构紧凑，可靠性高；系统的控制软件设计，采用模块化的程序设计方法，增强了系统的可读性及可维护性，实现了一种电压和电流控制;结合系统的硬件设计，开发了相应的软件模块，使系统具有完善的保护和控制性能。 关词键: 开关磁阻电机、微处理器、控制系统 Efficient energy-saving switched reluctance motor control system research Abstract: As the representation of modern electrical machines, switched reluctance machine combines the electrical machine theories with the modern power electronic technique and the advanced microprocessor control technique, which not only has low-cost strong structure, good fault-tolerant and heat-resistant capability but also has excellent controllability. It develops with the progress of micro-electronic technology, co