開關磁阻電機調速系統仿真設計 摘要：開關磁阻電機（srm）的模型是進行srm的仿真和性能 預測、控制算法設計等研究的基礎。該項目所用500?w電機模型是 在matlab平臺下基于srm的物理特性所建立的srm查找表模 型，并基于該模型，建立了srm仿真系統。 關鍵詞：開關磁阻電機模型仿真系統srm 1開關磁阻電機的建模問題 開關磁阻電機的非線性使其性能的精確分析和計算較為困難。由 于srm電機的定、轉子采用雙凸極結構，電動機在運行時其定、轉 子極身存在著顯著的邊緣效應和高度局部飽和，從而引起了整個磁路 的高度非線性，其每相繞組的電感是電流和電動機轉子位置角的非線 性函數，很難準確建立srm電機的非線性電感模型，因此如何建立 比較精確的srm電機的數學模型，是國內外廣大學者一直研究的問 題。 2srm模型數據的獲取 目前，關于srm電

以四相8/6極、5.5kw開關磁阻電機為研究對象,以tms320f240型dsp為控制器核心,采用最少開關器件的功率變換器主電路,主功率開關器件選用igbt,設計了一種結構簡單、性能可靠的開關磁阻電機調速系統。實驗表明該系統運行穩定可靠,調速性能優良。

開關磁阻電機(srm)的模型是進行srm的仿真和性能預測、控制算法設計等研究的基礎。該項目所用500w電機模型是在matlab平臺下基于srm的物理特性所建立的srm查找表模型,并基于該模型,建立了srm仿真系統。

介紹了單神經元自適應pid算法原理,提出了以單神經元自適應pid控制算法為核心的四相8/6極開關磁阻電機調速系統設計。以mcs80c196kc單片機作為控制器,對調速系統的硬件電路和軟件部分進行了設計,實現了單神經元pid自適應控制算法在開關磁阻電機調速中的應用。實驗證明,該控制算法有助于改善開關磁阻電機的調速性能。

分析了開關磁阻電機的數學模型,在matlab/simulink環境下建立了相繞組數學模型、電流置換比較環節、功率變換電路模型,結合這幾個模塊在電流斬波控制階段,做了低速重載仿真分析。仿真分析證明此方法的適用性,為sr電機調速系統的分析和設計提供了一種方法。

開關磁阻電動機調速系統（switchedrelcutancemotordrive，簡稱srd）是由開關磁阻電機，電力電子開關電路及驅動控制部分組成的高性能調速系統。相對于直流調速系統和pwm變頻調速系統，開關磁阻電機調速系統綜合性能優越，在實際應用中取得了較好的運行效果和顯著的經濟效益。本文以80c196kc單片機為數字控制器核心，進行了系統控制器的硬件設計，并給出了硬件電路原理示意圖：包括單片機及附屬電路、鍵盤與顯示電路、位置檢測電路、功率變換器電路的示意圖；

五相開關磁阻電機(srm)相對于常用的三相、四相srm來說其技術難度較大,但轉矩波動更小,運行更加平穩。結合近期實際研制的一種1.1kw五相srm調速系統(以下簡稱1.1kw系統)闡述了設計和實現時的一些要點。實際應用證明該系統收到了良好的經濟效益。

i 開關磁阻電機調速系統設計 摘要 開關磁阻電動機調速系統（switchedreluctncedrive，簡稱srd）是由開關磁阻電動 機、電力電子開關電路及驅動控制部分組成的高性能調速系統。開關磁阻電機具有結構簡 單堅固、成本低、容錯能力強、調速范圍寬、低速轉矩大、起動電流小、轉速精度高、耐 高溫、可頻繁起動制動等優點，又在高度發展的電力電子和微機控制技術的支持下獲得了 良好的可控性能。因此，開關磁阻電機在驅動調速領域得到了廣泛的應用。 本文首先介紹了課題研究背景和意義。給出了開關磁阻電機控制系統的組成、運行原 理和控制方式。給出了開關磁阻電機的控制策略。在matlab/simulink交互式仿真集成環 境下，對開關磁阻控制系統進行了建模、仿真及分析。接著，給出了開關磁阻控制系統的 硬件、軟件設計方案。主要包括：dsptms320lf2407最小系統、位置檢測電路、電

介紹了以tms320f2407芯片為核心的高性能數字化srd控制器的設計,給出了硬件電路設計和軟件設計策略,并對其中功率變換器的設計、驅動電路設計給出了詳細說明。本系統具有良好的調速性能和控制特性。

為了提高礦用機車在復雜煤礦井下的工作性能和效率,提出了直接瞬時轉矩控制(ditc)與徑向基神經網絡rbf-pid結合的控制算法.建立srm控制系統的simulink仿真模型,仿真結果表明:該方法不僅能夠實現傳統pid控制參數整定、響應速度快、控制精度高等優點,且具有較強的自適應性、魯棒性和抗干擾能力.

開關磁阻電機的非線性及變結構、變參數等特點使得常規的pi控制方式難以獲得理想的控制性能。采用模糊控制和傳統pi控制相結合的方式對開關磁阻電機的調速系統進行控制。模糊控制使控制器根據系統的偏差和偏差的變化率來實時調節pi的參數,完成了對電機轉速的控制,實現了對開關磁阻電機控制系統的要求。

通過比較龍門刨床幾種常用的電力拖動方案,介紹了用開關磁阻電機調速系統改造龍門刨床的巨大優越性。

開關磁阻電動機系統是典型的機電一體化電機控制系統。該文以四相8/6極、5．5kw開關磁阻電動機(srm)為研究對象,設計了基于tms320f240的調速系統控制器和外圍電路。針對常用的幾種控制方法,給出了硬件電路的具體結構。結果證明,采用該控制器電機能可靠穩定地運行。

隨著電力電子技術、微電子技術和控制理論的迅猛發展,開關磁阻電動調速系統得到了快速的發展,正逐步從理論研究走向行業應用。目前主要采用交流調速系統和直流有刷調速系統。這兩種調速系統都存在制造成本高、效率低等問題,并且仍然沒有合適的解決方法。開關磁阻電機調速系統憑借自身高速高效、穩定可靠、過載能力強等特點,有望彌補升降設備現有調速系統的不足,在升降設備中取得良好的應用。該文首先闡述了開關磁阻電機工作原理,然后具體介紹了開關磁阻電機的軟件架構,根據電機的實際磁鏈數據,在matlab/simulink仿真環境下建立了開關磁阻電機的仿真系統,針對電機重載啟動、最佳開通區間運行以及制動運行等工作狀態做了仿真。

通過結合開關磁阻電機調速系統的兩種控制方式——電流斬波控制和角度位置控制,在matlab/simulink的環境下建立仿真模型,使得開關磁阻電機的轉速能在0~10000r/min的寬范圍內進行平滑調節。仿真結果表明,該仿真模型設計較為合理,對轉速的調節能夠達到預期效果。

介紹了嵌入式plc系統的特點、現狀及發展趨勢,同時詳細分析了嵌入式plc在電機調速系統中的應用。

以tms320f2407芯片為核心,進行高性能數字化srd控制器的設計,給出了硬件電路設計和軟件設計策略。并對其中功率變換器的設計、驅動電路設計給出了詳細說明。本系統具有良好的調速性能和控制特性。

為抑制開關磁阻電機(srm)轉矩脈動,從電機設計和控制的角度出發都需要快速、正確地獲取其磁鏈和轉矩模型。本文根據srm磁鏈隨角度、電流的變化特點,取6個特殊轉子位置處的磁鏈數據,用七次多項式函數來建立srm磁鏈模型和轉矩模型,與有限元計算結果對比表明,所提方法具有快速和準確性。

無軌膠輪車可以在爆炸氣體環境中運行,是煤礦輔助運輸中先進系統之一。純電動無軌膠輪車無尾氣污染,噪聲小,節能效果好,非常適合于井下封閉環境作業。防爆開關磁阻電機系統(srd)結構簡單可靠、恒功率范圍寬、系統效率高,高效區達70%以上,非常適合作為純電動無軌膠輪車主驅動電機。介紹防爆開關磁阻電機系統在純電動無軌膠輪車中的應用情況,并給出主要測試結果。

針對開關磁阻電機調速系統的開關器件在工作過程中,會產生大的電磁干擾和大的功率損耗問題,提出了一種基于新型電容分壓并聯諧振直流環的功率變換電路拓撲。該電路是在傳統的硬開關不對稱逆變橋的各開關器件上并聯緩沖電容,實現對相開關的零電壓關斷;同時,在直流母線上加入一個由二個電感與一個電容為主要組成元件的諧振環,通過對此諧振環中諧振開關的合理控制,即可實現對相開關的零電壓開通及對諧振開關的零電流或零電壓軟通斷。通過對功率電路工作原理和動作模式過程的分析,得出需滿足的軟開關條件。具有此諧振環的軟開關變換器,有效區間大、功率損耗小,因而提高了開關磁阻電機調速系統的效率和性能。用matlab仿真實驗驗證了此電路的正確性與有效性。

開關磁阻電機是由功率變換器電路、雙凸極磁阻電機及其控制器組成的新型機電一體化調速電動機系統,其性能優越,發展前景廣闊。

開關磁阻電機(srm)由于其顯著的特點而得到業界廣泛關注。但實際應用中,srm所占市場份額不多。主要原因是幾乎所有的功率器件集成模塊都是基于變頻器主電路研發和制造的,srm專用的功率集成模塊幾乎沒有,srm主電路簡單的優勢體現不出來。研究基于單個功率模塊的srm系統,分析其工作模式、換相情況及應用場合。采用單個功率模塊,其驅動和控制電路在價格上與變頻器相當,為srm的廣泛應用提供了強有力的支持。仿真和試驗結果驗證了理論分析的正確性和實用性。