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开关磁阻电机控制系统设计与仿真

范盼飞;张团善;杨斌;王国庆;何文莉

【摘要】Inordertoimprovethespeed-governingperformanceofthe

switchedreluctancemotoratdifferentspeedsandreducethetorque

ripple,acontrolsystemofswitchedreluctancemotorisdesigned.Ahigh-

performanceDSP(TMS570LS1227)beingusedasthemaincontrol

chip,magneticencoderAS5040measurestherotorposition,thegatedriver

IR2130receivessix-wayPWMwavesandcontrolsIBGTtubeoffandon.The

currenttrackingcontrolisadoptedatlowspeed,andthephasevoltage

PWMchoppingcontrolatmediumandhighspeed.Underthe

Matlab/Simulinkenvironmentthelinearsystemmodelissimulated,anda

realmachinedebuggingconductedwithaswitchedreluctance

motor,whichprovesthesystemrunssmoothlywithahigh-speed

performance,andcanalsoeffectivelyinhibittorquerippleandnoiseofthe

switchedreluctancemotor.%为了提高开关磁阻电机(SwitchedReluctance

Motor)在不同速度运转时的调速性能,降低转矩脉动,设计了一款开关磁阻电机控制

系统.控制系统采用高性能DSP(TMS570LS1227)作为主控芯片,磁编码器AS5040

测定转子位置,门极驱动器IR2130接收六路PWM波控制IBGT管的通断.低速运

行时采用电流跟踪控制,中、高速时采用相电压PWM斩波控制,在

Matlab/Simulink环境下对系统线性模型进行了仿真,并对一台开关磁阻电机进行

实机调试.测试结果证明所设计系统运行平稳,调速性能优良,能有效地抑制开关磁阻

电机的转矩脉动和噪声.

【期刊名称】《西安工程大学学报》

【年(卷),期】2017(031)001

【总页数】7页(P88-94)

【关键词】开关磁阻电机;电流跟踪控制;电压斩波

【作者】范盼飞;张团善;杨斌;王国庆;何文莉

【作者单位】西安工程大学机电工程学院,陕西西安710048;西安工程大学机电工

程学院,陕西西安710048;西安工程大学机电工程学院,陕西西安710048;西安工程

大学机电工程学院,陕西西安710048;西安工程大学机电工程学院,陕西西安

710048

【正文语种】中文

【中图分类】TM352;TM301.2

开关磁阻电机双凸极的结构以及它的开关性(电机工作在连续的开关供电模式),决定

了开关磁阻电机具有一定的固有转矩脉动,无法平稳运行,工作在低速时还伴有较大

的电磁噪声,根据SRM的可控量及调速性能,在不同的速度段运行时具有角度位置

控制、电流斩波、电压斩波等不同方式[1-3].

目前有许多学者对SRM的控制系统做了研究,文献[4]依据开通角和关断角随电机

转速变化而改变的原理设计了基于DSPACE开发平台的控制系统,虽然缩短了开发

周期,但是电流峰值由旋转电动势限制,低速时该电动势减小,电流等值会超标,其他控

制手段进行限流;文献[5]提出一种DTC策略下的转矩双滞环控制器,通过判断开关

磁阻电机启动转矩偏差,选择空间矢量,该方法只适合于开关磁阻电机在启动阶段的

控制,无法完整解决开关磁阻电机的转矩脉动问题;文献[6]和文献[7]分别采用电流双

闭环和优化开关角的方法抑制转矩