基于DSP的開關磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)設計

2.3萬字 62頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)

摘要
如今，稀土永磁材料在電機領域中得到廣泛應用，但是，2005年以來，稀土價格持續(xù)攀升，導致永磁電機成本較高。開關磁阻電機不但避免了永磁材料的使用，節(jié)約了成本，而且具有結(jié)構(gòu)簡單，可控參數(shù)多，控制策略靈活，調(diào)速范圍寬等優(yōu)點。因此開關磁阻電機受到了高度重視，也得到了很大發(fā)展。本文是針對開關磁阻電機調(diào)速系統(tǒng)進行的研究。
本文的主要工作是開關磁阻電機調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)建和穩(wěn)態(tài)時轉(zhuǎn)矩波動的抑制。理解開關磁阻電機的工作原理以及機電方程之后，在Simulink環(huán)境下，熟悉開關磁阻電機模型和原理。依據(jù)電感隨位置角的變化曲線與示波器上體現(xiàn)的磁鏈，電流波形調(diào)整開關角度，以此加深對其工作特性的理解。變換角度，比較不同開關角度時電機不同工作狀態(tài)，這一經(jīng)驗使得在后續(xù)工作中調(diào)整開關角時能夠整體把握，不至于盲目調(diào)整。首先，采用電壓PWM控制策略，構(gòu)建一個轉(zhuǎn)速閉環(huán)系統(tǒng)，雖然轉(zhuǎn)速能夠穩(wěn)定，但存在很大靜差。為了解決這一問題，采用了傳統(tǒng)的PID控制策略，現(xiàn)象表明轉(zhuǎn)速能服從給定值，但是穩(wěn)定時轉(zhuǎn)矩波動較大。通過分析，調(diào)整開通角與關斷角可以使得轉(zhuǎn)矩波動明顯減小，再調(diào)整PID參數(shù)，可以使穩(wěn)態(tài)時轉(zhuǎn)矩波動在規(guī)定范圍之內(nèi)。最后為系統(tǒng)設計硬件電路以及控制器的程序。
本文的仿真是以開環(huán)系統(tǒng)為起點，逐漸改進最終構(gòu)成速度外環(huán)加帶限幅PI，電流內(nèi)環(huán)帶限幅PI的雙閉環(huán)系統(tǒng)，具有啟動轉(zhuǎn)矩大，響應快，調(diào)速范圍寬，轉(zhuǎn)速無靜差，穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩波動小等優(yōu)點。并簡單設計了硬件中的傳感器電路、功率驅(qū)動電路、控制器電路，以及控制器中的主程序、初始化子程序、啟動子程序、調(diào)速子程序。


關鍵詞：開關磁阻電機，DSP ，MATLAB仿真