开关磁阻电机调速系统设计研究

【摘要】开关磁阻电机调速系统（SwitchedReluctanceMotorDrive，简称SRD）是一种将开关磁阻电机（SwitchedReluctanceMotor，简称SRM），现代电力电子技术和控制技术集成的新型调速系统。该系统因具有结构简单、成本低，调速性能优良，并具有直流电机和交流电机的优点而被广受关注。本文以一台370W的低功率四相8/6极开关磁阻电机为研究对象，完成调速系统的研究和设计。本系统主要以STM32F105为控制核心，功率变换器采用IRFP450的功率器件和IR2110的驱动芯片，设计了370W的小功率SRD，并建立仿真模型进行电机运行特性对比。论文首先介绍了SRM的发展现状和实际应用，分析了当前SRD的主要研究方向，指出了本论文的主要研究内容与意义。其次，本文详细说明了SRM的基本结构、运行原理、数学模型和基本控制方式，对SRM的数学模型进行了深入的分析，并对电机的控制方式进行了详细地说明，进一步介绍了SRM的特点。再次，指出SRD的基本结构主要包括SRM、功率变换器、位置检测模块和电流检测模块等几部分，并根据SRM的数学模型在Simulink环境下，建立开关磁阻电机的仿真模型，分析SRD各部分的原理，并选用PID控制算法实现控制，为SRD系统的建立提供理论和思想基础。然后，设计和开发了一个370W的小功率开关磁阻电机调速系统，主要分为硬件部分的电路设计和软件部分的程序编程。硬件部分的设计主要分为直流电源电路、功率开关电路、位置检测电路、相电流检测电路等几部分。软件部分主要有主控制程序和电机控制程序以及PID控制算法程序。最后，基于设计的SRD进行调试和实验，并将实验结果进行分析，说明了系统设计的可行性，控制算法和控制策略的正确性，为进一步改善开关磁阻电机调速系统提供基础。
【作者】陆丽芳；
【导师】文成林；尚群立；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，控制工程，2014，硕士
【关键词】开关磁阻电机；开关磁阻电机调速系统；数学模型；PID控制；

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