基于电流分配方法的开关磁阻电动机速度控制
本文选题:开关磁阻电动机 + 速度控制 ; 参考:《杭州电子科技大学》2016年硕士论文
【摘要】:开关磁阻电动机作为新发展起来的调速电动机,近些年来受到了国内外专家的普遍关注。由其组成的调速系统称为开关磁阻电动机调速系统,是继传统交直流电动机调速系统之后新发展起来的电机驱动系统,目前在许多领域有着普遍的应用并显现出很高的优势。但是,因为开关磁阻电动机特殊的双凸极构造特点,磁路和电路的非线性、开关性,使开关磁阻电动机的模型呈现出严重的非线性,无法用解析的方程来表示开关磁阻电动机的模型信息。目前对开关磁阻电动机的高性能控制大都需要电动机的模型信息,或者涉及到对开关角的优化问题,这增加了开关磁阻电动机的控制难度。本文首先通过对开关磁阻电动机的基本原理与基本理论的分析,引出了开关磁阻电动机控制方法,通过大量的文献介绍了开关磁阻电动机高性能控制和低性能控制的实现过程。其中,对开关磁阻电动机高性能的控制包括转矩脉动的抑制和参数最优化的计算,这些方法大都需要利用开关磁阻电动机模型,而且需要涉及到开关角的优化问题,这大大限制了开关磁阻电动机的应用。然后,针对开关磁阻电动机的速度控制问题,本文给出了一种新颖的电流分配方法。借鉴交流电动机坐标变换的思想,将开关磁阻电动机的给定电流进行坐标变换,然后再进行一系列的数学运算,可以获得开关磁阻电动机各相的参考控制电流。利用所获得各相参考控制电流可以实现了开关磁阻电动机电流的闭环控制。该控制方法既没有用到开关磁阻电动机的数学模型,也没有涉及开关角的运算。采用Matlab/Simulink对电流分配方法进行了仿真研究,仿真结果证明了该思路的可行性。最后,参考各国对于开关磁阻电动机的研究思路,本文设计了一套基于电流分配方法的开关磁阻电动机调速系统实验平台,系统实现过程包括硬件电路的设计和软件算法的实现。其中硬件电路包括以TI公司生产的数字信号处理器TMS320F2812PGFA为核心的控制芯片,以及各个驱动电路,它们包括:整流电路、功率变换电路、电流采样电路和光隔离和触发电路等。另外,软件设计包括开关磁阻电动机DSP控制算法的实现和上位机LabVIEW用户操作界面两部分。在实验平台上进行了开关磁阻电动机的速度控制实验研究,实验结果证明了设计思路的正确性和有效性。
[Abstract]:As a newly developed speed regulating motor, switched reluctance motor (SRM) has been paid more and more attention by experts at home and abroad in recent years.The speed regulation system is called switched reluctance motor speed regulation system. It is a new motor drive system developed after the traditional AC / DC motor speed regulation system. At present, it has been widely used in many fields and has shown a high advantage.However, because of the special double salient pole structure of switched reluctance motor, the nonlinearity of magnetic circuit and circuit, the switching characteristic of switched reluctance motor, the model of switched reluctance motor presents serious nonlinearity.The model information of switched reluctance motor can not be represented by analytic equation.At present, the high performance control of switched reluctance motor requires the model information of the motor or the optimization of the switching angle, which increases the difficulty of the control of the switched reluctance motor.In this paper, the control method of switched reluctance motor is introduced by analyzing the basic principle and theory of switched reluctance motor, and the realization process of high performance control and low performance control of switched reluctance motor is introduced by a lot of literature.Among them, the high performance control of switched reluctance motor includes torque ripple suppression and parameter optimization calculation. Most of these methods need to use switched reluctance motor model, and need to involve the optimization of switching angle.This greatly limits the application of switched reluctance motors.Then, aiming at the speed control of switched reluctance motor, a novel current distribution method is presented in this paper.With reference to the idea of coordinate transformation of AC motor, the given current of switched reluctance motor is transformed by coordinate, and then a series of mathematical operations are carried out, and the reference control current of each phase of switched reluctance motor can be obtained.The closed-loop control of switched reluctance motor (SRM) can be realized by using the phase reference control current.Neither the mathematical model of switched reluctance motor nor the operation of switching angle are used in the control method.The method of current distribution is simulated by Matlab/Simulink. The simulation results show that the method is feasible.Finally, referring to the research ideas of switched reluctance motor in many countries, a set of experiment platform of switched reluctance motor speed regulation system based on current distribution method is designed in this paper.The realization of the system includes the design of hardware circuit and the realization of software algorithm.The hardware circuit includes a control chip based on the digital signal processor (TMS320F2812PGFA) produced by TI, and various driving circuits, which include rectifier circuit, power conversion circuit, current sampling circuit, optical isolation and trigger circuit, and so on.In addition, the software design includes the realization of DSP control algorithm of switched reluctance motor and the user interface of upper computer LabVIEW.The experimental research on the speed control of switched reluctance motor (SRM) is carried out on the experimental platform. The experimental results show that the design idea is correct and effective.
【学位授予单位】:杭州电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM352;TP273
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,本文编号:1764821
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