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开关磁阻电机以其控制灵活、结构简单、可靠性高、电气性能优良等优势,广泛应用于军用、商用和民用设备中,而位置传感器的使用使得SR电机受到一定的局限,因此,无位置传感器的控制策略和实现方法受到广泛的重视。本文提出的一种基于FM技术的开关磁阻电机无位置传感器控制系统。此系统具有内部计算容易、外部电路简单、电路检测灵敏度高和对噪声抑制能力优于其他方法的优点。
论文首先描述了开关磁阻电机及其控制系统的基本情况,包括电机的结构和工作原理、控制系统的组成和原理以及开关磁阻电机的特点。然后通过电机发展方向的阐述,由其中一个方向就是电机间接位置传感检测的研究,引出课题的研究背景和意义,对比直接位置检测技术与间接位置检测的优缺点。并且详细介绍了国内外有关SRM系统间接位置检测技术的研究动态,分析各种方案的工作机理和使用效果。总结比较各种检测方法,提出本论文的设计方案。
从相电感与转子位置之间关系开始分析,通过电感实时计算的不可行分析,论证本设计的可行性,并说明系统的可能影响因素忽略考虑的原因。提出方案的设计构思,具体阐述其原理。介绍电机的自启动和检测电感的相选择,分析其实现的方法,同时指出此设计方案的检测误差。
明确了系统的设计方案之后,在硬件设计中,首先介绍系统的整体结构,确定控制电路中微处理器采用TMS320LF2407A。然后分别介绍系统硬件中主要电路的设计,包括DSP最小系统、FM变换器、续流检测电路及相关辅助电路,论述了一些重要元件及其参数的选择。在软件设计中,给出了控制系统主程序和各个子程序的流程图。论述了部分软件的编制过程,给出了几个主要子程序的设计思想和实现方法,系统的软件设计结构合理,功能完善。并且说明了系统抗干扰的软硬件实现。
最后,将实验电机与设计的软硬件控制系统联合进行调试实验,测得电路各个阶段波形,进行分析,验证所设计功能。