【正文】 這種結構決定了開關磁阻發(fā)電機的勵磁和發(fā)電是分時的。 169 微特電機 控制策略 控制策略框圖 為簡化起見，采用 PID算法進行速度閉環(huán)調節(jié)，由于 SR電機具有較好的動態(tài)性能，實際只需 PI調節(jié)。 LEM的輸出一方面輸入到 F240 的 A/D 轉換口 ,轉換成數(shù)字信號后用以控制電流斬波限 。 167 微特電機 基于 DSP的 SRD系統(tǒng)硬件介紹 2） 位置信號輸入電路 ： 光電傳感器反饋轉子位置信號。 cN Tpmn 160?M法測速 fmT 2?T法測速 157 微特電機 定時器 計數(shù)器 總線 位置脈沖信號 M法測速原理圖 記數(shù)器 接口 總線 時鐘脈沖 位置脈沖信號 T法測速原理圖 158 微特電機 M/T法測速 1260Nmfnpm?M/T法測速方案之一 D 觸發(fā)器 D CP Q T c HSO. 0 SP T d T c T d m 1 m 2 M/T法測速原理 159 微特電機 電流檢測 SR電動機電阻采樣電流檢測電路 R R 1 R 2 U o I L +U CC V 160 微特電機 ＋ _ Uo Ui Uof f s e t is Re R1 R2 R3 Rf IL + 1 5 V 15V LEM 霍爾電流傳感器檢測電路 161 微特電機 VT1 VT 3 VD3 VD1 VD2 VD4 VT2 VT4 + + US + U0 A B C D C2 C1 LEM1 LEM2 四相 SR電動機電流檢測 162 微特電機 三相 SR電動機電流檢測 + US VD1 VD4 VT1 VT4 VD2 VD5 VT2 VT5 VD3 VD6 VT3 VT6 A B C LEM 163 微特電機 SRD控制系統(tǒng)原理及其實現(xiàn) SRD控制系統(tǒng)原理圖 S R M 功率 變換器 US + 位置 傳感器 轉速計算 邏輯控制 A S R 控制模式選擇 正反轉指令 ACR P W M 邏輯 “ 與 ” 放 大 驅 動 ? * ? + + T * i * i qon , qo f f 164 微特電機 基于單片機的 SRD控制系統(tǒng) 鍵盤電路 顯示電路 故障檢測電路 位置、速度信號檢測電路 E PR OM 和 E2PR OM 電路 晶振和復位 電路 電流斬波與過流保護電路 電流檢測電路 過電流保護 電路 相控信號 輸出電路 邏輯綜合電路 CPU (80C196KC) 功率變換器隔離驅動電路 HS I HS O PW M P0 A C H4 165 微特電機 基于 DSP的 SRD控制器 166 微特電機 基于 DSP的 SRD系統(tǒng)硬件介紹 1）控制器： TMS320F2407核心 實現(xiàn)數(shù)字控制 DSP 具 有 PWM發(fā)生單元，可產生 16路 PWM 信號 。 的三個信號合成六個不同狀態(tài)，代表電動機繞組不同參考位臵 148 微特電機 光耦輸出信號與轉子位置關系 149 微特電機 鎖相環(huán)原理 U i ( f i ) ( fo ) U e U 0 U d ( f o ) 輸出信號 壓控振蕩器 相位比較器 控制電壓 低通濾波器 誤差電壓 輸入信號 f i 相位比較器 低通濾波器 壓控振蕩器 分頻器 ( ? N ) f o = Nf i 150 微特電機 角度細分電路 (I) R5 R4 C4 + R7 R6 C3 S + 5V Q V IN 16 3 4 14 6 7 13 9 11 12 5 8 C D 4 0 4 6 C D 4 0 4 0 8 11 10 12 16 151 微特電機 角度細分電路 (II) 14 4 3 13 15 S 信號 6 7 3 0 0 p F 4046 10k ? 47k ? 1M ? 0 .2 2 ? F O U T1 C LK 1 8253 CS A 0 A1 D 0 ? D 7 WR RD 152 微特電機 軟件角度細分電路 (I) 8 8 P0 P P P P A L E RD WR M C U A1 A0 D0 ? D7 8253 C L K0 G A T E 0 P CS RD WR 373 154 I N T 1 測 S 、 P跳變 f0 153 微特電機 軟件角度細分電路 (II) C PU 8 0 C 1 9 6 K C HS I .0 HS I .1 S P 154 微特電機 速度檢測 一路轉子位置信號的頻率為 60nNf rp ?轉子位置檢測信號的頻率與電機的轉速成正比，將測出的轉子位置信號的頻率經過轉換即可得到轉速。 144 微特電機 s P 導通相分析 ： 位置 5：轉過 60o 令轉向為逆時針旋轉，則應為 A、 B兩相導通 位置傳感器信號： S未遮，輸出高電平，持續(xù) 15o。 142 微特電機 s P 位置 3：轉過 30o 導通相分析 ： 令轉向為逆時針旋轉，則應為 C、 D兩相導通 位置傳感器信號： S被遮，輸出低電平，持續(xù) 15o。 可輸出兩路相差 15o、占空比為 50%的方波信號 將其組合為 4種不同狀態(tài)，代表定子繞組 4種不同參考位臵 140 微特電機 位置 1： 0o 導通相分析 ： 令轉向為逆時針旋轉，則應為 A、 B兩相導通 位置傳感器信號： S未遮，輸出高電平，持續(xù) 15o。 工作制： ABBCCDDA 126 微特電機 H橋型電路的特點 1）只適用于 4的倍數(shù)相 SR電機 2）主開關數(shù)較少 3）相控獨立性：不獨立 4）相繞組電壓浮動 5）本電路特有的優(yōu)點 :可以實現(xiàn)零壓續(xù)流，提高系統(tǒng)的控制性能。 當 S1導通時，上側電容 C1對 A相繞組放電，電源對 A相供電，經下側電容 C2構成回路；當 S1關斷時， A相電流經 D1續(xù)流，向下側電容 C2充電。 2）由于采用主、副兩個繞組，因而電機槽及銅線利用率低。當兩只主開關 VT1和 VT2同時導通時，電源 US 向電機相繞組供電 ；當 VT1和 VT2同時關斷時，將電機的磁場儲能以電能形式迅速回饋電源，實現(xiàn)強迫換相。 ?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 。反轉之后的控制角分別為 和 ，反轉之后的實際控制角仍然在正常電動控制范圍內，如圖所示。 由 ：主開關器件的開通角。如果忽略兩相繞組間的磁耦合影響，則總起動轉矩為兩相矩角特性之和。 微特電機 109 電動機在每相繞組通以一定電流時產生的電磁轉矩Te與轉子位臵角 θ之間的關系稱為矩角特性，如圖所示。三相及三相以上SR電動機可以在任意轉子位臵正、反轉起動，而且不需要其他輔助設備。一般低速時采用電流斬波控制方式，高速時采用角度控制方式，中速時電流斬波和角度位臵控制方式結合使用，各種運行方式沿速度軸的合理分布如圖所示。 微特電機 102 在電動機高速運行時，為了使轉矩不隨轉速的平方下降，在外施電壓一定的情況下，只有通過改變開通角 θon和關斷角 θoff的值獲得所需的較大電流，這就是 APC控制。 101 微特電機 與以上兩種方法不同，這種方案通過 PWM斬波調壓間接地調節(jié)電流。左圖為該控制模式下的相電流波形。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。此時轉矩調節(jié)是通過電流斬波控制和改變開通角 θon 與關斷角 θoff的值來實現(xiàn)的。此時，要求起動轉矩大，同時又要限制相電流峰值，通常固定開通角 θon和關斷角 θoff，導通角 θc的值相對較大。 微特電機 96 （ Chopped Current control,CCC)控制 （ 1）． CCC控制 在 SR電動機起動、低、中速運行時，電壓不變，旋轉電動勢引起的壓降小，電感上升期的時間長，而 di/dt的值相當大，為避免電流脈沖峰值超過功率開關器件和電機的允許值，采用 CCC控制模式來限制電流。 ?對給定 SR電機，在最高電壓 Us和最大允許電流條件下，存在一個臨界角速度。但導通角 qc= qoff qon有一個最佳值，超過此值， qc 增大，平均轉矩反而減小。 （準線性模型分析） 實際磁化曲線 分段線性磁化曲線 i1 87 微特電機 準線性模型繞阻電感 L(i,q): 88 微特電機 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電機的瞬時轉矩的分段解析式： 微特電機 89 211211012()2