小功率开关磁阻电机控制与驱动系统的设计毕业论文

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1、小功率开关磁阻电机控制与驱动系统的设计毕业论文目录摘要IABSTRACTII第一章绪论11.1开关磁阻电机的发展11.2开关磁阻电机调速系统的特点和应用领域11.3当前的主要研究热点和发展方向31.4本课题主要工作4第二章开关磁阻电机的基本理论分析52.1开关磁阻电动机调速系统的组成52.2开关磁阻电动机结构与运行原理52.3开关磁阻电机的基本方程72.4基于理想线性模型的SR电动机分析82.4.1SR电机的相电感模型82.4.2SR电机的电磁转矩92.5考虑磁路饱和时SR电动机的分析102.6SR电机的基本控制方式12

2、2.7开关磁阻电机调速系统总体方案的确定13第三章小功率开关磁阻电机驱动系统硬件设计153.1开关磁阻电机的参数153.2功率变换器的结构设计153.2.1主电路拓扑结构介绍153.2.2功率电路的设计193.2.3功率变换器的驱动电路设计21463.2.4功率缓冲（吸收）电路设计223．3驱动系统设计243.3.1总体设计243.3.2控制核心AT89C51功能253.3.3电机智能控制模块MCSRD9800253.3.4位置检测部分设计283.3.5电流检测部分设计303.3.6角度细分电路313.3.7D/A转换与

3、斩波电路323.3.8优先编码电路333.3.9逻辑综合电路343.3.10显示电路343.3.11单片机最小系统35第四章4KW开关磁阻电机驱动系统软件设计374.1主程序374.2运行子程序394.3相中断程序414.4INTO中断子程序434.5软件抗干扰措施43致谢45参考文献4646第一章46第一章绪论1.1开关磁阻电机的发展20世纪60年代以前，在需要可逆、可调速与高性能的电气传动技术领域中，直流传动系统一直占领统治地位。自60年代以后，随着电力电子技术、微电子技术和现代控制理论的发展，交流电气传动技术发生了

4、日新月异的变化，特别是异步电动机矢量控制和直接转矩控制理论的产生及应用技术的推广，使得异步电动机变频调速系统具备了宽调速范围、高稳态精度，快速动态响应及四象限运行等良好的技术性能，其动、静态特性完全可以和直流传动系统相媲美，于是出现了交流传动取代直流传动的趋势。但是，异步电动机变频调速系统也尚有一些未尽如人意之处。正是在电气传动技术得到迅猛发展的时代背景下，20世纪80年代国际上推出了一种新型交流电动机调速系统——开关磁阻电动机调速系统。它融新的电动机结构——开关磁阻电动机(SwitchedReluctanceMotor

5、，简称SR电动机)与现代电力电子技术、控制技术为一体，兼有异步电动机变频调速系统和直流电动机调速系统的优点，已成为当代电气传动的热门课题之一。1.2开关磁阻电机调速系统的特点和应用领域开关磁阻电机是一种新型调速电机，调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点，是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统的最新一代无极调速系统。开关磁阻电机调速系统的特点：（1）电动机结构简单、成本低、适用于高速开关磁阻电机的结构比鼠笼式感应电动机还要简单，其突出的优点是转子上没有绕组，因此不会有鼠笼式感应电动机制造过程中鼠笼铸造不良和使用中的断

6、条等问题。开关磁阻电动机的转子机械弹性很好，可以用于超高速运转（如1000r/min）。在定子方面，它只有几个集中绕组，因此制造简单，绝缘容易。（2）各相工作独立、系统可靠性高从电动机的电磁结构上看，各相绕组和磁路相互独立，各自在一定轴角范围内产生电磁转矩。而不像在一般电动机中必须在各相绕组和磁路共同作用下产生圆形旋转磁场，电动机才能正常运转。从控制器结构上看，各相电路各自给一相绕组供电，一般也是相互独立工作。可见，当电动机一相绕组或控制器一相电路发生故障时，只须停止该相工作，电动机除总输出功率能力有所下降外，并无其他影

7、响，因此开关磁阻电动机调速系统可以构成可靠性很高的系统，可以适用于一些特殊的场合，比如航天领域。（3）功率电路简单可靠46开关磁阻电机转矩方向只与各相通电顺序有关，而和绕组电流的方向无关，即只需要单方向绕组电流，故功率电路可以做到每相一个功率开关。对比感应电动机绕组需流过双向电流，向其他供电的PWM变频器中功率电路每相需两个功率元件。因此开关磁阻电机调速系统较PWM变频器功率电路中所需的功率元件少，电路结构点单，另外，感应电动机PWM变频器功率电路中每桥臂两个功率开关直接跨接在直流电源侧，易发生直通短路烧毁功率元件。而开

8、关磁阻电机调速系统中每个功率元件均直接与电动机绕组相串联，根本上避免了直通短路现象，因此开关磁阻电动机调速系统中功率电路的保护电路可以简化，即降低了成本，又具有较高的工作可靠性。（4）起动转矩高，启动电流小控制器从电源侧吸收较少的起动电流，在电机侧得到较大的起动转矩是开关磁阻电动机调速系统的一大特点。典型的产品数据是