【正文】 373 154 I N T 1 測(cè) S 、 P跳變 f0 153 微特電機(jī) 軟件角度細(xì)分電路 (II) C PU 8 0 C 1 9 6 K C HS I .0 HS I .1 S P 154 微特電機(jī) 速度檢測(cè) 一路轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的頻率為 60nNf rp ?轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)信號(hào)的頻率與電機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比，將測(cè)出的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的頻率經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換即可得到轉(zhuǎn)速。 142 微特電機(jī) s P 位置 3：轉(zhuǎn)過(guò) 30o 導(dǎo)通相分析 ： 令轉(zhuǎn)向?yàn)槟鏁r(shí)針旋轉(zhuǎn)，則應(yīng)為 C、 D兩相導(dǎo)通 位置傳感器信號(hào)： S被遮，輸出低電平，持續(xù) 15o。 工作制： ABBCCDDA 126 微特電機(jī) H橋型電路的特點(diǎn) 1）只適用于 4的倍數(shù)相 SR電機(jī) 2）主開(kāi)關(guān)數(shù)較少 3）相控獨(dú)立性：不獨(dú)立 4）相繞組電壓浮動(dòng) 5）本電路特有的優(yōu)點(diǎn) :可以實(shí)現(xiàn)零壓續(xù)流，提高系統(tǒng)的控制性能。 2）由于采用主、副兩個(gè)繞組，因而電機(jī)槽及銅線利用率低。 ?由于 SRM遵循 “ 最小磁阻原理 ” 工作 ， 因此只需要單極性供電的功率變換器 。 由 ：主開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)通角。 微特電機(jī) 109 電動(dòng)機(jī)在每相繞組通以一定電流時(shí)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩Te與轉(zhuǎn)子位臵角 θ之間的關(guān)系稱(chēng)為矩角特性，如圖所示。一般低速時(shí)采用電流斬波控制方式，高速時(shí)采用角度控制方式，中速時(shí)電流斬波和角度位臵控制方式結(jié)合使用，各種運(yùn)行方式沿速度軸的合理分布如圖所示。 101 微特電機(jī) 與以上兩種方法不同，這種方案通過(guò) PWM斬波調(diào)壓間接地調(diào)節(jié)電流。在低電感區(qū)，斬波頻率較高；高電感區(qū)，斬波頻率下降，其電流波形如圖所示。此時(shí)，要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，同時(shí)又要限制相電流峰值，通常固定開(kāi)通角 θon和關(guān)斷角 θoff，導(dǎo)通角 θc的值相對(duì)較大。 ?對(duì)給定 SR電機(jī)，在最高電壓 Us和最大允許電流條件下，存在一個(gè)臨界角速度。 （準(zhǔn)線性模型分析） 實(shí)際磁化曲線 分段線性磁化曲線 i1 87 微特電機(jī) 準(zhǔn)線性模型繞阻電感 L(i,q): 88 微特電機(jī) m inm in 21m in 2m a x1m in m a x m inm in 41m in m a x m in 4()()( , )()()( ( )LLKiLKiL i LiL L LiLKiL L L Kiqqqqqqqqq????????????? ??? ????????? ? ? ???12310 iiiiq q q?? ????? ?13410 iiiiq q q?? ????? ?14510 iiiiq q q?? ????? ?12q q q?? 基于準(zhǔn)線性模型， L(i, q)是可解析的，可以分別求出繞阻磁鏈與磁共能的分段解析式，由此得到 SR電機(jī)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩的分段解析式： 微特電機(jī) 89 211211012()2( , )012()2eKiiK i iTiKiiK i iq????????? ???????????12q q q??12310 iiiiq q q?? ????? ?34q q q??14510 iiiiq q q?? ????? ?)21)((2m i nm a x2m i n2222LLLUNmT o f fono f fSrav ???????qqqqqq?在相電流為理想平頂波的情況下， SR電機(jī)平均電磁轉(zhuǎn)矩 Tav的解析式 當(dāng) SR電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在電流值很小的情況下 ， 磁路不飽和 ， 電磁轉(zhuǎn)矩與電流平方成正比；當(dāng)運(yùn)行在飽和情況下 ， 電磁轉(zhuǎn)矩與電流的一次方成正比 。考慮實(shí)際電機(jī)中磁路的飽和影響后，雖然轉(zhuǎn)矩不再與電流的平方成正比，但仍隨電流的增大而增大。 微特電機(jī) 79 （ 2） 主開(kāi)關(guān)角 θon對(duì)控制電流的大小作用明顯。 64 微特電機(jī) SR電動(dòng)機(jī)一相繞組主電路如作圖所示，當(dāng)Us為常數(shù)時(shí)，電壓方程為： 式中， +對(duì)應(yīng)繞組與電源接通， ─對(duì)應(yīng)續(xù)流。 44 微特電機(jī) 7) 效率高，損耗小 SRD系統(tǒng)是一種非常高效的調(diào)速系統(tǒng)。不能像普通異步電機(jī)一樣直接投入電網(wǎng)運(yùn)行，需要與控制器一同使用。因?yàn)楫?dāng)定子和轉(zhuǎn)子齒槽數(shù)相近時(shí)，就可能加大定子相繞組電感隨轉(zhuǎn)角的平均變化率，這是提高電機(jī)出力的重要因素。 當(dāng)磁盤(pán)隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光電傳感器檢測(cè)到轉(zhuǎn)子齒的位臵信號(hào)。 微特電機(jī) 17 對(duì)于 m相 SR電動(dòng)機(jī) 當(dāng)定子齒極數(shù)為 Ns,轉(zhuǎn)子齒極數(shù)為 Nr，則轉(zhuǎn)子極距角為 ； 定子每通電、斷電一次轉(zhuǎn)子對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角 稱(chēng)為步距角為 微特電機(jī) 18 2rrN?? ?r?2rprm m N? ?? ??繞組通電頻率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系 SRM電動(dòng)機(jī)每一轉(zhuǎn)繞組通斷次數(shù) Np(即每轉(zhuǎn)步數(shù)）為： 當(dāng) SRM電動(dòng)機(jī)以轉(zhuǎn)速 n（ r/min）轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，SRM電動(dòng)機(jī)總的切換頻率為： 每相繞組的通電頻率為 微特電機(jī) 19 360PrpN m N???? 60ernf m N? / 60ernf f m N? ???以不同的顏色表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱，藍(lán)色磁場(chǎng)最弱，綠色強(qiáng) ?當(dāng)某一相通電時(shí)，磁極極尖處磁場(chǎng)強(qiáng) 20 微特電機(jī) 21 微特電機(jī) 22 微特電機(jī) 23 微特電機(jī) 24 微特電機(jī) 25 微特電機(jī) 26 微特電機(jī) 27 微特電機(jī) 28 微特電機(jī) 29 微特電機(jī) 30 微特電機(jī) 31 微特電機(jī) 32 微特電機(jī) 33 微特電機(jī) 34 微特電機(jī) 35 微特電機(jī) 36 微特電機(jī) 37 微特電機(jī) 38 微特電機(jī) 39 微特電機(jī) 依次給 ABCA繞組通電，轉(zhuǎn)子逆勵(lì)磁順序方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)。 42 微特電機(jī) SRD特點(diǎn)： 4) 高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 低起動(dòng)電流 控制器從電源側(cè)吸收較少的電流，在電機(jī)側(cè)得到較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩是本系統(tǒng)的一大特點(diǎn)。 微特電機(jī) 52 ( , )k k k k kL i i?q??()k k kk k kkk k kk k k k kkdi du R ii dt dtL di L dR i L i ii dt dt?? qqqq??? ? ?????? ? ? ???磁鏈方程 所以： 電阻壓降 變壓器電動(dòng)勢(shì) 運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì) (轉(zhuǎn)子位置改變 ) dtdLidtdiiLiLiRdtddtdiiiRUkkkkkkkkkkkkkkkkqqqq?????????????????????????53 微特電機(jī) 3 .機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程： Le TdtdDdtdJT ??? qq22式中 , Te——電磁轉(zhuǎn)矩； J——系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量； K?——摩擦系數(shù)； TL——負(fù)載轉(zhuǎn)矩。 q3qzq4 (θ z=2θ offθ on) 在電感下降之前，續(xù)流結(jié)束。因此有： 從而電磁轉(zhuǎn)矩為： 將電感分析式帶入上式，可得轉(zhuǎn)矩公式為： 微特電機(jī) 81 39。 微特電機(jī) 84 考慮飽和時(shí)的 SR電機(jī)分析 （準(zhǔn)線性模型分析） ? 在實(shí)際 SR電動(dòng)機(jī)中，由于磁路飽和與邊緣效應(yīng)的影響，電感隨轉(zhuǎn)角的變化曲線與理想線性模型中的曲線有很大的差別，它不僅是轉(zhuǎn)角的函數(shù)，還是電流的函數(shù)，如下圖所示 微特電機(jī) 85 (圖中 L、 i都用標(biāo)么值表示，選理想線性模型中的 Lmax為電感基值，取額定電流為電流基值 )。 討論： 91 微特電機(jī) SR電機(jī)的控制原理 SR電機(jī)運(yùn)行特性： 式中， F為以電機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù) (m， Nr， q2， Lmax， Lmin)和控制參數(shù) (qon ,qoff)為變量的函數(shù) /s a vU F T??整理得： 對(duì)一定電機(jī)，結(jié)構(gòu)參數(shù)一定。 斬波控制一般是在相電感變化區(qū)域內(nèi)進(jìn)行的，由于電機(jī)的平均電磁轉(zhuǎn)矩 Tav與相電流 I的平方成正比，因此通過(guò)設(shè)定相電流允許限值 Imax和 Imin可使SR電機(jī)工作在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)。 微特電機(jī) 98 O i q I m in I m ax 99 微特電機(jī) 在一個(gè)控制周期內(nèi)，檢測(cè)電流；與給定電流的上限幅 Imax和下限幅值Imin進(jìn)行比較，當(dāng) i≥Imax 時(shí)，則控制功率開(kāi)關(guān)器件關(guān)斷；當(dāng) i≤ Imin 時(shí)，使該相的開(kāi)關(guān)器件重新導(dǎo)通。在每一個(gè)控制周期內(nèi)，關(guān)斷時(shí)間恒定，但電流下降多少取決于繞組電感量、電感變化率以及轉(zhuǎn)速等因素，因此，電流下降量并不一致。 在 APC控制中，由于開(kāi)通角 θon 通常處于低電感區(qū) (θon θ2)，它的改變對(duì)相電流波形影響很大，從而對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生很大影響。 微特電機(jī) 108 SR電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)有一相繞組通電起動(dòng)和兩相繞組通電起動(dòng)兩種方式，本節(jié)以四相 8/6極 SR電動(dòng)機(jī)為例定性分析 SR電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)運(yùn)行特點(diǎn)。兩相起動(dòng)時(shí)合成轉(zhuǎn)矩和各相導(dǎo)通規(guī)律如圖所示。 39。 + US VD1 VD2 VT1 VT2 119 微特電機(jī) 雙開(kāi)關(guān)型電路特點(diǎn)： 1）適用于任意相數(shù) SR電機(jī) 2）相控獨(dú)立性：獨(dú)立 3）相電壓 =電源電壓 4）器件數(shù)量多 120 微特電機(jī) 三相 SR電機(jī)常采用雙開(kāi)關(guān)型主電路 雙開(kāi)關(guān)型主電路又稱(chēng)為不對(duì)稱(chēng)半橋型主電路 + US VD1 VD4 VT1 VT4 VD2 VD5 VT2 VT5 VD3 VD6 VT3 VT6 A B C 121 微特電機(jī) 主開(kāi)關(guān) S1導(dǎo)通時(shí)，電源對(duì)主繞組 A供電；當(dāng)其關(guān)斷時(shí)，靠磁耦合將主繞組 A的電流轉(zhuǎn)移到副繞組，通過(guò)二極管 D1續(xù)流，向電源回饋電能，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)迫換相。 124 微特電機(jī) 電容分壓型電路的特點(diǎn) 1）只適用于偶數(shù)相 SR電機(jī) 2）主開(kāi)關(guān)數(shù)較少 3）相控獨(dú)立性：不獨(dú)立 4）電源利用率低，每相電壓為電源電壓的 1/2。 P被遮，輸出低電平，持續(xù) 30o。 P被遮，輸出低電平，持續(xù) 30o。 DSP最小系統(tǒng)還包括 32K的 16 位快速 RAM、 20MHz 時(shí)鐘電路、看門(mén)狗電路、電壓監(jiān)測(cè)及復(fù)位電路、與上位機(jī)進(jìn)行通信的 RS232 通信電路 。一方面輸入到保護(hù)電路 ,實(shí)現(xiàn)對(duì)功率變換器主開(kāi)關(guān)的過(guò)流保護(hù)。在勵(lì)磁階段，相