开关磁阻电机(SRM)设计及驱动控制技术研究
本文选题:开关磁阻电机 切入点:驱动控制技术 出处:《郑州大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,简称SRM)具有许多优秀的性能,如电机可靠性好、运行效率高、成本低廉、大调速范围等等。其转子由硅钢片叠压而成,并且不需要绕组和永磁体,启动电流小,启动转矩大,能承受很大的机械离心力,是极具潜力的机电一体化系统。针对SRM的优秀性能,本文展开了如下研究:本文设计了一种以C8051F120和CPLD作为控制核心的三相6/4极开关磁阻电机驱动控制系统,针对电机本体结构以及驱动控制硬件进行了详细的论述。本文开篇总结了SRM在结构设计及控制理论方面的国内外研究现状。第二章紧接着对SRM基本理论进行了详细阐述。第三章针对电机本体设计方面,开发了一套6/4极300W电机实体,利用Ansoft软件建立电机了有限元模型,并基于Maxwell 2D/3D进行二维及三维电磁性能的仿真,优化了结构参数,验证了样机结构的可行性;第四章为系统硬件设计,以C8051F020和CPLD双控芯片为核心,设计了开关磁阻电机驱动控制系统的功率变换电路、驱动电路、位置信号检测电路、总线过压过流检测电路、硬件斩波电路以及电源电路等硬件电路,充分利用了双控制器联合控制的优势,具备强大的处理能力。第五章对SRM控制软件进行研究,结合电机的启停、正反转、调速等功能,基于C8051F120微控制器设计了系统主程序及中断子程序,给出了程序流程框图,以及利用Quartus软件编写了CPLD逻辑处理程序,并通过时序仿真检测了程序的实用性。本文设计了开关磁阻电机驱动控制系统,集中阐述了SRM结构设计、硬件电路设计以及控制软件研究。该系统结构紧凑、控制成本低廉、功能全面,具有较高的应用价值。
[Abstract]:Switched Reluctance Motor (SRM) has many excellent performances, such as high reliability, high efficiency, low cost, wide speed range and so on. The starting current is small, the starting torque is large, and the mechanical centrifugal force is very large. It is a potential mechatronics system. This paper has carried out the following research: this paper designs a three-phase 6/4 pole switched reluctance motor drive control system with C8051F120 and CPLD as the control core. This paper summarizes the research status of SRM in structure design and control theory at home and abroad. In chapter 2, the basic theory of SRM is discussed in detail. Chapter three focuses on the design of motor ontology. A set of 6/4 300W motor entity is developed. The finite element model of the motor is established by using Ansoft software, and the 2D and 3D electromagnetic performance simulation based on Maxwell 2D / 3D is carried out. The structural parameters are optimized and the feasibility of the prototype structure is verified. Chapter 4th is the hardware design of the system. With C8051F020 and CPLD dual control chip as the core, the power conversion circuit, drive circuit, position signal detection circuit, bus overvoltage and overcurrent detection circuit of switched reluctance motor drive control system are designed. The hardware circuit such as chopper circuit and power supply circuit make full use of the advantages of combined control of double controllers and have strong processing ability. Chapter 5th studies the SRM control software, which combines the functions of motor starting and stopping, forward and backward rotation, speed regulation and so on. The main program and interrupt subroutine of the system are designed based on C8051F120 microcontroller, the flow chart of the program is given, and the CPLD logic processing program is written by using Quartus software. In this paper, the drive control system of switched reluctance motor is designed, and the SRM structure design, hardware circuit design and control software research are introduced. The system has compact structure and low control cost. The function is comprehensive, has the higher application value.
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM352;TP273
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