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摘要:开关磁阻电机调速系统(Switched Reluctance Drive,简称SRD)是融合了多种传统电机优点于一身的新一代电机,是近几年研究较为火热的电机类型。电机结构简单、调速性能好、运行效率高,这使得它成为一款性价比较高的电机。因其应用广泛,市场需求大,现为提升其性能研深入研究SRM的工作特性及控制方法。此设计是与三相6/4型的开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,简称SRM)相匹配的控制器硬件电路本文说明了SRM的工作原理和内部结构,分析了基础的运动方程以及数学模型。
在分析SRM的工作原理后,建立模型,本文选取3种控制方法并作比较,最终可完成系统的闭环速度调节,给定速度并完成电机的各项控制,实现应有的功能。由功率变换电路提供电能,速度检测输出信号用作脉宽调制电路的输入信号,形成一个PWM波形。整个驱动系统响应较快,并且实时可调。结合实际电路需要,选择合适的元器件,制作印刷电路板,完成器件的装备和调试,最终完成一款适合恒转速运行的开关磁阻电机的控制器的设计。
关键词:开关磁阻电动机,脉宽调制,控制器,印制电路板
目 录
摘 要
ABSTRACT
第一章 绪论-1
1.1开关磁阻电机系统简介-1
1.2研究背景及意义-2
1.3开关磁阻电机的研究和发展趋势-3
1.4本文主要的研究内容-3
第二章 开关磁阻电机的基本原理及控制方式-5
2.1开关磁阻电机的结构和工作原理-5
2.1.1开关磁阻电机的基本结构-5
2.1.2开关磁阻电机的工作原理-5
2.2开关磁阻电机的基本方程-6
2.3 SRM的数学模型-7
2.4 SRM的控制方式-8
2.4.1电流斩波控制(CCC)-8
2.4.2角度位置控制(APC)-9
2.4.3电压斩波控制-10
2.5起动控制和制动控制-11
第三章 硬件电路设计-13
3.1功率变换器电路-13
3.1.1 功率变换电路的设计-13
3.1.2 主开关器件选型-14
3.1.3 MOSFET开关过程的安全保护-15
3.1.4过电流保护-16
3.2 反馈信号检测-18
3.2.1 位置信号检测-18
3.2.2 速度检测-19
3.2.3 频率电压转换电路-20
3.3. 脉宽调压调速系统设计-21
3.3.1 系统原理框图-21
3.3.2 TL494线性PWM集成电路及其应用-22
3.3.3 基极驱动-23
第四章 电路板制作与测试-26
4.1原理图设计与绘制-26
4.2 印制电路板设计与制作-27
4.3实物展示-28
第五章 总结与展望-30
5.1 设计总结-30
5.2 展望-31
参考文献-32
致 谢-33