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开关磁阻电机调速系统是一种新型交流调速系统,有着结构简单、坚固可靠、起动转矩大、起动电流小等优点,同时具有转矩脉动大、噪声大的缺点。其理论研究还不完善,应用也还是起步阶段。本文以15KW三相(12/8极)开关磁阻电机为对象,进行开关磁阻电机调速系统控制策略的研究。
本课题主要完成的工作有以下四个部分:首先,调研了开关磁阻电机调速系统的研究现状及与其他调速系统的异同点,明确了本课题的意义。深入研究开关磁阻电机的工作原理,并详细分析开关磁阻电机的电感、电磁转矩、电流等参数之间的关系,为系统硬件设计和控制策略的研究打下坚实基础。其次,设计了开关磁阻电机调速系统硬件电路,功率变换器主开关器件采用IPM模块,控制器核心芯片为Motorola公司的DSP56F803,系统可实现起动、调速、显示等功能,该硬件系统能够在不改变硬件电路的情况下实现变角度控制、定角度电压斩波控制、电流上下限斩波控制。再次,详细分析了开关磁阻电机起动和运行特点,提出了单双相混合起动、单三拍运行的控制策略,实现了电机任意位置无抖动起动。从减小电流峰值及转矩脉动,提高系统效率出发,采用电压PWM斩单管控制方式。最后,由于SR电机本身固有的非线性特点,采用常规PI控制难以获得良好的控制效果。本文设计了一种智能型PI调节器,实验表明智能PI控制的系统动、静态性能优于常规PI控制,该控制器基本满足了调速系统要求。