开关磁阻电动机新型驱动控制系统

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1、开关磁阻电动机新型驱动控制系统ANewDrivingControlSystemforSwitchedReluctanceMotor11211孙冠群，林辉，张福增，齐蓉，崔建峰（1.西北工业大学，陕西西安710072；2.清华大学，北京100084）SunGuanQunLinHuiZhangFuZengQiRongCuiJianFeng(1.NorthWesternPolytechnicalUniversity,xi’an,710072,shanxi,China;2.QinghuaUniversity,Beijing,100084,China)摘要：本文

2、结合一台5.5KW的四相SR电动机展开驱动控制系统的设计。功率变换器采用当前四相电机性价比最高的最少主开关器件主电路形式。控制器以目前先进的DSPTMS320LF240为核心主控单元，使得硬件电路简单可靠，并提高了控制精度。在调速控制方法上采用模糊智能控制技术，无需电机的精确数学模型达到理想的控制效果。采用电压PWM的调速方式，通过调节PWM波的占空比实现调速。另外在以上基础上实现了电机的双相绕组同时通电的稳定运行和良好调速。关键词：开关磁阻电动机（SR）；功率变换器；DSPF240；控制器；模糊控制；电压PWM；双相运行Abstract：Anewdr

3、ivingcontrolsystemisdesignedfora5.5KWfourphaseSRM.APowerconvertercircuitofthebestperformanceandrateisintroduced.ThesystemadoptDSPTMS320LF240asmaincontrolchipofcontroller.It’scircuitissimpleandimprovecontrolprecision.Fuzzytheoryisadoptedonmethodofcontrol,itdon’tneedmathmodelofele

4、ctricmachineandcanachieveperfectcontroleffect.ControlmodeadoptvoltagePWM,regulatingopentimetotiming.Withtheprojects,authorrealizesteadyrunandconvenienttimingforsimultaneouselectrifytwophaseloop.Keywords:switchedreluctancemotor(SR)；powerconverter；DSPF240;controller;fuzzy-control;

5、voltagePWM;simultaneouselectrifytwophaseloop1引言开关磁阻电动机调速系统(简称SRD)是一新型的机电一体化交流调速系统,它融新的电动机结构——开关磁阻电动机(简称SR电机)与现代电力电子技术、控制技术为一体,是当前国内外现代交流调速领域热门的研究课题。系统组成如图1所示。图1SRD组成开关磁阻电机的转矩是磁阻性质，其运行原理遵循“磁阻最小原理”——磁通总是要沿磁阻最小的路径闭合，因磁场扭曲而产生切向磁拉力。当转子凸极与定子凸极错位时，气隙大、磁阻大；一旦定子磁极绕组通电，就会形成对转子凸起的磁拉力，使气隙变小

6、——磁路磁阻变小。与此同时用驱动开关按一定逻辑关系切换定子磁极绕组的通电顺序，即可形成连续旋转的力矩。SR电机的调速功能是由SR电机转子位置传感器、功率变换器和控制器共同配合实现的。与传统的交直流传动系统相比，SR电机不但保持了感应电动机的全部优点，而且其控制器简单、经济，控制方法、控制方式灵活，在交流调速领域异军突起，成为当代电气传动领域的热门课题之一。本文结合一台5.5KW的四相SR电动机展开驱动控制系统的设计。2系统构成2.1SR电动机电机为四相8/6极结构，定子8极，转子6极，定子绕组对称的两极串为一相。转子纯粹由叠压的带凸极凹槽的硅钢片制成，

7、相对鼠笼型注铝或嵌入铜条的感应电机转子，结构更简单可靠，成本更低。电机绕组缠绕于定子的凸极上，因此电机的散热较块，承受长期不间断、并频繁变速变载等高难度运行的能力较强。电机内置光敏式位置传感器（GK122）两个，它由光电脉冲发生器和转盘组成，转盘有与转子凸极、凹槽数相等的齿、槽，且齿、槽均匀分布。转盘固定在转子轴上，光电发生器固定在定子上。采用半数检测方案，因此四相电机可用两个光电发生器，之间的夹角为75度。2.2功率变换器先前常用的四相电机功率变换器主电路主要是双极性电源型和不对称半桥型。双极性电源型功率变换器每相只用一只主开关是其主要优点，未能用足

8、开关器件的额定电压和电源的容量。在双相运行时，相电流可能流过dL/dθ<0的区域，这时电动转矩