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开关磁阻电机(SRM),因其结构简单、坚固、工作可靠、效率高、并用其构成的开关磁阻电机驱动系统(SRD)具有运行性能和经济指标好等突出优点,在交流调速领域异军突起,成为当代电气传动领域的热门课题之一。但SRD无论在理论上还是在应用上都存在着不少问题,有待于进一步的研究和完善。特别是SRM高度非线性的电磁特性决定了在精确的数学模型基础上实现无位置传感器检测十分困难,而神经网络的出现为解决这个问题提供了新的思路。本文以电机绕组相电流、相磁链作为输入,转子位置作为输出,采用BP神经网络建立软测量模型,通过离线和在线相结合的方法对网络进行训练,建立SRM电流、磁链与转子位置之间的非线性映射,从而实现SRM转子无位置传感器的检测。并以TI公司电机控制专用芯片DSP(TMS320F240)为核心设计了无位置传感器运行的开关磁阻电机驱动系统,并进行理论研究和实验探索。
本文首先回顾了开关磁阻电机的发展历程和应用状况,并简要介绍无位置传感器检测技术的分类和实际应用情况。
其次,详细介绍开关磁阻电机本体结构以及开关磁阻电机调速系统的组成和控制策略。
最后,设计了采用BP神经网络软测量技术的无位置传感器运行的数字系统,对象为一台1.22kW的开关磁阻电动机样机,以TMS320F240 DSP为核心,包括硬件电路设计和软件流程算法设计两部分,并在实际系统设计的基础上,进行了转子位置软测量的开关磁阻电机实验研究,实验波形验证了相关理论。