基于改进型简化磁链法无位置SRD研究与实现

摘要

开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor，简称为SRM)因其具有简单的结构、高效的无级调速性能、成本低、灵活的控制方式等特点，受到了国内外专家学者的广泛关注。传统的开关磁阻电机调速系统(Switched Reluctance Drive，简称SRD)是在位置传感器提供的定、转子相对位置信息的基础上进行电机调控的闭环系统。安装在SRM上的位置传感器不仅破坏了电机本身原有的结构简单性，而且降低了系统运行的稳定性及调速性能。同时位置传感器的正常工作对环境有较高要求，又限制了SRM的应用推广。因此目前无位置传感器的SRM控制策略是开关磁阻电机研究领域的热点，本文研究的重点是基于改进型简化磁链法无位置传感器SRM控制系统。
　　本文详细介绍了应用较广泛的无位置传感器控制策略:磁链法和简化磁链法，分析了这两种方法在实现过程和调速效率上的不足，并在此基础上提出了本次设计采用的改进型简化磁链法控制策略，该方法能通过固定关断角估算转速，进而确定转子位置，而且凭借可任意给定最优开通角的特点，实现了控制系统效率优化。并在Matlab/Simulink环境下，搭建了基于简化磁链法的SRM双闭环控制系统以及基于改进型简化磁链法的SRM双闭环控制系统的仿真模型。通过两控制系统的仿真结果比对，验证了改进型简化磁链法在优化系统响应速度及调速效率方面明显的优势。最后，完成了控制系统的软硬件设计及系统测试。

目录

摘要

1 绪论

1．1 选题的背景及意义

1．2 无位置传感器策略研究现状

1．3 课题研究内容及章节安排

1．4 本章小结

2 SRM控制系统

2．1 运行原理及基本方程

2．1．1 电压方程

2．1．2 机械运动方程

2．1．3 电磁转矩方程

2．2 系统结构

2．3 功率变换器

2．4 电流斩波控制

2．5 PI速度控制

2．6 转速估算

2．7 本章小结

3 改进型简化磁链法控制系统

3．1 磁链法

3．2 简化磁链法

3．3 改进型简化磁链法

3．3．1 改进型简化磁链法原理

3．3．2 确定最优开通角

3．4 SRM的起转

3．4．1 转子初始位置检测

3．4．2 起转策略

3．5 本章小结

4 系统仿真

4．1 仿真环境介绍

4．2 改进型简化磁链法控制系统仿真

4．3 仿真结果及分析

4．4 本章小结

5 系统软硬件设计及测试

5．1 硬件电路设计

5．1．1 控制系统构成

5．1．2 控制芯片接口设计

5．1．3 功率变换器硬件设计

5．1．4 电流检测电路设计

5．1．5 过流检测设计

5．1．6 电源设计

5．2 软件设计

5．3 系统测试

5．4 本章小结

6 结论

6．1 结论

6．2 系统的不足

6．3 研究工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

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