基于dsp的開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速特性的實(shí)現(xiàn)-資料下載頁(yè)
2025-06-18 15:22本頁(yè)面
【正文】 最大峰值電流為：根據(jù)市場(chǎng)已有規(guī)格，本課題選用的200A/1200V IPM模塊作為系統(tǒng)主開關(guān)器件。 功率變換電路(1)主電路連接圖如圖15所示，本系統(tǒng)的功率變換部分采用三相不對(duì)稱半橋線路。由于所選用的IPM模塊內(nèi)包含兩個(gè)IGBT，所以每個(gè)IPM模塊均有一個(gè)IGBT沒有使用。由于采用一個(gè)IGBT也要外加續(xù)流二極管，成本較高，且體積較大，在本課題設(shè)計(jì)中選擇內(nèi)部集成了兩個(gè)IGBT的IPM模塊，其中一個(gè)IGBT處于常關(guān)斷狀態(tài)，使它的二極管與另一個(gè)IGBT配合使用。這樣結(jié)構(gòu)緊湊，成本也不高。具體一相的連接線路如圖16所示，每一相的上橋臂的IPM模塊的下管子和下橋臂的IPM模塊的上管子沒有使用。圖14 IPM模塊連接線路圖(2)功率變換電路工作模式分析 圖15 斬雙管PWM控制續(xù)流路徑圖16 斬單管PWM控制續(xù)流路徑對(duì)于不對(duì)稱半橋結(jié)構(gòu)的功率變換器，調(diào)制繞組上的電壓有斬雙管和斬單管兩種方法，控制原理見圖17。圖17 斬單管和斬雙管控制原理圖兩種調(diào)制方法的特點(diǎn)為：1）斬雙管 在相導(dǎo)通期間，調(diào)制信號(hào)同時(shí)對(duì)上下兩個(gè)開關(guān)管作用。相電流經(jīng)電源續(xù)流，其續(xù)流路徑如圖16所示。其特點(diǎn)為，在續(xù)流期間，繞組兩端的電壓近似為Us，因而電流脈動(dòng)大，振動(dòng)噪聲都較大，有能量回饋。2）斬單管 在相導(dǎo)通期間，保持一個(gè)開關(guān)管導(dǎo)通，調(diào)制信號(hào)作用于另一個(gè)開關(guān)管上。相電流不經(jīng)電源續(xù)流。其續(xù)流路徑如圖17所示。其特點(diǎn)為，在續(xù)流期間，繞組兩端的電壓近似為0，因而電流脈動(dòng)小，振動(dòng)和噪聲都較令人滿意，但無(wú)能量回饋。(3)主開關(guān)管的保護(hù)吸收電路可以抑制關(guān)斷浪涌電壓和續(xù)流二極管恢復(fù)浪涌電壓，吸收電路原理如圖20所示。圖18 IGBT吸收保護(hù)電路二極管選用快恢復(fù)二極管，電容和電阻的參數(shù)按如下公式[8]求取： （式4） （式5） （式6）Im為流過(guò)IGBT的電流有效值，Vcc為開關(guān)管承受的反向電壓，tfi為開關(guān)管關(guān)斷時(shí)間，ics為開關(guān)管承受的最大電流，PR代表電阻的功率，fm為最高工作頻率。按此公式，可求得Cs=，Rs=3Ω。本課題選擇的電容和電阻參數(shù)分別為：，電阻10Ω、20W。4 結(jié)論作為一種新型的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，開關(guān)磁阻電機(jī)兼有直流電機(jī)和交流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)SRD調(diào)速系統(tǒng)是為了滿足特殊場(chǎng)合對(duì)開關(guān)磁阻電機(jī)的需求。其最終要達(dá)到的目的是轉(zhuǎn)速的變化能夠與負(fù)載變化相配合，使系統(tǒng)高效運(yùn)行。一方面要實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速與負(fù)載的協(xié)調(diào)配和，一方面要實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的快速、穩(wěn)定、平滑的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)過(guò)程中要求超調(diào)小，無(wú)靜差。要提高系統(tǒng)的整體性能，各方面的因素，包括數(shù)學(xué)模型的處理，功率變換器主電路的設(shè)計(jì)，微機(jī)控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)以及控制算法與控制軟件的設(shè)計(jì)都是非常重要的。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的努力和指導(dǎo)老師的大力幫助，本文主要完成了：⑴設(shè)計(jì)了基于DSP56F803的開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)通用的硬件電路以及功率變換器及其驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路，可以實(shí)現(xiàn)參數(shù)輸入，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，電機(jī)保護(hù)等功能。⑵通過(guò)研究開關(guān)磁阻電機(jī)的基本特性與數(shù)學(xué)模型，得到了一種簡(jiǎn)便、實(shí)際可行的轉(zhuǎn)矩檢測(cè)方法。通過(guò)理論分析，獲取了開關(guān)磁阻電機(jī)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩和電流的關(guān)系，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了電機(jī)速度調(diào)節(jié)?！ ≈轮x 經(jīng)過(guò)近幾個(gè)月的努力，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)已接近尾聲。在這段時(shí)間里，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，在課題選定、理論指導(dǎo)和方案的論證上，老師都對(duì)我進(jìn)行了精心的指導(dǎo)和耐心的鼓勵(lì)，使我能夠堅(jiān)持到底，畢業(yè)設(shè)計(jì)有了圓滿的結(jié)果。我剛開始做的時(shí)候?qū)@個(gè)課題很陌生，但是指導(dǎo)老師對(duì)我的耐心講解，我對(duì)次有了很大的了解。他淵博的知識(shí)，深邃的思想，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)格、平易近人的處事態(tài)度和幽默風(fēng)趣的話語(yǔ)，讓我在學(xué)習(xí)知識(shí)和解決問(wèn)題時(shí)感到無(wú)比的輕松和愉快。至此論文定稿之際，對(duì)老師表示衷心的感謝! 感謝老師能在繁忙之中抽出時(shí)間為我提供耐心的指導(dǎo)，幫我們解決在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的種種問(wèn)題。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，我還有幸得到同學(xué)們的大力幫助，正因?yàn)橛辛怂麄?，我才能克服各種困難，順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文。充分的體現(xiàn)了師生情、同學(xué)情。在這里一并向他們表示感謝！最后，再次向各位領(lǐng)導(dǎo)、各位老師致以崇高的敬意和最衷心的感謝！參考文獻(xiàn)[1] 吳建華. 開關(guān)磁阻電機(jī)設(shè)計(jì)與應(yīng)用．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001[2] 王宏華. 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制技術(shù). 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，1998[3] etal．開關(guān)型磁阻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的近期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)．開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)譯文集．西安微電機(jī)研究所，1998：1~5[4] 郭文恒．基于TMS320F240的開關(guān)磁阻電機(jī)控制系統(tǒng)：[碩士論文]，北方交通大學(xué)，北京：2002[5] 紀(jì)良文等. 開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)及其新型控制策略研究：[博士論文] 浙江大學(xué)，浙江，2002[6] ，2002，6（1）：1~6[7] Luis Oscar de Araujo Porto Henriques et of an Offline Learning Current Modulation for TorqueRipple Redution in Switched Reluctance Motors: Design and Experimental Evaluation. IEEE Trans. on Industrial Electronics, 2002。 49(3): 665~675[8] 王宏華等. 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)比例因子自調(diào)整模糊控制器設(shè)計(jì). 電氣傳動(dòng)，2001，（2）：17~19[9] 韓安榮等. 調(diào)壓方式下的開關(guān)磁阻電機(jī)變結(jié)構(gòu)控制. 控制與決策，1999，14增刊： 609 ~612[10] 王宏華等. 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展及現(xiàn)狀. 電氣傳動(dòng)， 2001，（5）：3~8[11] Sahoo N C et al. A fuzzy sliding mode current controller for highdegree control of switch reluctance motors[J]. International Journal of Intelligent Control and Systems, 1999。 3(2): 205222[12] 王炎. 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的研究：[博士論文] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)，哈爾濱，2000[13] 詹瓊?cè)A等. 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)電容式位置檢測(cè)技術(shù). 電工技術(shù)學(xué)報(bào)，1999,14（3）：1~5[14] 邱亦慧等. 無(wú)位置傳感器開關(guān)磁阻電機(jī)的無(wú)反轉(zhuǎn)起動(dòng)研究. 電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2001,16（2）：18~22[15] 邵貝貝等．Motorola DSP 型16位單片機(jī)原理與實(shí)踐．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003[16] DSP56F801/803/805/807 16Bit Digital Signal Processor User’s Manual． Motorola Inc，2001[17] DSP56F801/803/805/807 16Bit Digital Signal Processor User’s Manual． Motorola Inc，2001[18] 李廣海等. IPM驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路的研究．電子技術(shù)應(yīng)用，2004,（12）：43~45[19] 劉風(fēng)君編著．逆變器用整流電源．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，
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