基于AVR控制的開關磁阻電機調速系統(tǒng)的研究.pdf

1、開關磁阻電機調速系統(tǒng)(Switched Reluctance Motor Drive，SRD)是一種新型交流調速系統(tǒng)。因為其簡單堅固的結構和優(yōu)良的電氣性能，廣泛用于電氣傳動相關領域。目前，開關磁阻電機調速系統(tǒng)的主流設計是以數(shù)字信號處理器(DigitalSignal Processing，DSP)為核心控制芯片。比較而言，DSP整體性能優(yōu)于單片機，不過DSP的成本要大于單片機，并且在一些工況比較惡劣的情況下，DSP的抗干擾性相對單片機要弱

2、一些，所需外圍抗干擾電路相對復雜，成本也會增加。綜合考慮，在某些工況下基于單片機的開關磁阻電機調速系統(tǒng)可以作為一種方案來替代基于DSP的開關磁阻電機調速系統(tǒng)。本文以工程實現(xiàn)為目的，以AVR單片機為核心，以模擬電路參與實時控制的模數(shù)混合電路來控制開關磁阻電機調速系統(tǒng)。研究并設計了22kW三相12/8的開關磁阻調速系統(tǒng)。
　　本文首先研究開關磁阻電機的工作原理。用線性數(shù)學模型對電機進行轉矩分析和電流分析，并研究電機的控制策略和起動、制

3、動過程。最終采用PWM控制，構建轉速電流雙閉環(huán)可逆調速系統(tǒng)。
　　隨后，進行硬件設計和軟件設計。在硬件設計部分，又分功率電路設計和控制電路設計。其中功率電路主要研究整流電路，逆變電路，功率半導體開關器件的選擇以及相應的驅動電路設計。在控制電路部分，因為電路相對復雜，所以將電路進行模塊化分解，用大量的電路圖來介紹相關設計。包括:單片機最小系統(tǒng)，位置傳感器電路，位置信號通道，電流檢測電路，轉速電流模擬控制電路，控制信號輸出電路，電流保

4、護電路和通訊電路。
　　其中轉速電流模擬控制電路為本文的設計核心。在單片機相對DSP運算較慢的情況下，為保證控制的實時性，采用了模擬電路參與控制。很大程度上避開單片機運算速度方面的劣勢。由于有轉速電流模擬控制電路的設計，所以軟件方面的復雜度就降低很多。主要為主程序，速度計算程序和需要用到的中斷程序。
　　最后，搭建檢測平臺，檢驗工作電流，轉矩輸出能力，功率輸出和系統(tǒng)效率。在低速和高速的條件之下與理論和設計預期相符。并在檢測分