开关磁阻电机在自备电源系统中的应用研究

摘要

自备电源系统是将一种能量转换成为用户所需电能的转换载体。一般而言该种系统有两种结构模式，第一种结构为通过燃油机组带动中频发电机，在经过电力变换输出用户所需电能；第二种结构为以工业电网为自备电源系统的电源，在经过电力变换输出用户所需要的电能。应用的场合决定了自备电源系统的基本结构，从某种意义上说基本结构的选择是整个自备电源系统的基础，其可靠性和稳定性决定了用户的电能质量。为了让自备电源系统的使用场合更广泛，本课题选择柴油机组作为系统的能量输出载体，并在此基础上外设多个能量转换单元，包括中频发电机，驱动电机，高压发电机和高压充电器，利用以上多种设备最后完成电能的变化。本文主要研究驱动电机部分。驱动电机是连接中频发电机和高压发电机的桥梁，也是系统运行的关键部件，其性能是否达标直接决定了输出电能品质的高低。
　　本文先将几种常用结构的电机进行对比分析，结合自备电源系统的特点，选择了开关磁阻电机作为自备电源系统的驱动电机，详细分析了该种电机在本系统中的优势。然后介绍了开关磁阻电机在国内、外的发展状况和应用前景，详细分析了开关磁阻电机的数学模型，并根据其数学模型和传统控制方式，确定了本课题开关磁阻电机的控制方式：基于双闭环的电流斩波和角度位置控制方式。
　　通过Matlab仿真软件进行了电机驱动系统的仿真，并对样机进行了试验。在试验中风摩损耗是制约开关磁阻电机转速上升的主要因素，因此针对风摩损耗对电机进行了改造，将设备改造成一体化真空系统。文章最后编辑了上位机软件，利用串口连接计算机与DSP控制板，实现了虚拟仪器的可视化。

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1 绪论

1.1课题的背景与意义

1.2自备电源驱动系统概述

2 开关磁阻电机驱动系统基础

2.1 开关磁阻电机的基本原理

2.2开关磁阻电机的数学模型

2.3开关磁阻电机调速特性分析

2.4开关磁阻电机控制方式

2.5 本章小结

3 开关磁阻电机驱动系统设计

3.1 SRD 主电路设计

3.2 SRD 控制电路硬件设计

3.3 SRD 控制电路软件设计

4 开关磁阻电机驱动系统的仿真与实验

4.1 开关磁阻电机的建模与仿真

4.2 开关磁阻电机的实验与分析

4.3 一体化真空电机

5 基于labview的开关磁阻电机试验平台设计

5.1 虚拟仪器介绍

5.2串行通信

5.3软件设计

5.4 串口测试

6 总结与展望

6.1全文总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献