单片机为核心的开关磁阻电机调速系统设计(10)

太原理工大学毕业论文,电传方向,以C8051系列单片机为核心的开关磁阻电机调速系统设计,主要设计了功率变换器电路和控制器电路。

5.在电动车、船驱动控制系统中的应用

开关磁阻调速电动机高效、节能、调速范围宽、启、制动特性卓越，显然是电动车驱动 与控制系统的理想动力。国外已将SRD 在电瓶车、铲车、无轨电车、电动轿车、城市轻轨 列车等方面进行广泛应用，其优势已经明显凸现出来，国内这方面的研究开发也已取得了显著的成效。

6.将开关磁阻调速电动机应用于水域的船只驱动上，可以避免机油、汽油、柴油对水域的 污染，还可以大大减少噪声污染，这同样是一个很有前途的应用领域。

开关磁阻调速电动机还可以用在其他许多领域，这需要相关人士更多的努力。相信开关 磁阻调速电动机技术一旦普及和推广，一定会取得良好的经济效益和社会效益。

1.4 SRD存在的问题和研究的方向

SRD是典型的机电一体化系统，为使系统整体最优，SR电动机、功率变换器以及控制器三者之间必须协调设计，其研究涉及到电机学、微电子、电力电子、控制理论、机械及工程应用等众多学科领域;加之SR电机的磁路具有复杂的非线性特性，导致了研究的困难，因此就国内外SRD发展水平来看，无论在理论上还是应用上都存在不少问题，有待进一步研究与完善。SRD的不足主要表现在:

(1)位置传感器的引入使电机结构复杂，安装调试因难。电机和控制器之间连线增加，且由于传感器分辨率的限制，使开关磁阻电机调速系统性能下降。

(2)尽管电机输出功率密度大，但SR电机通常运行于深度磁饱和状态，导致SR电机转矩是转子位置和绕组电流的非线性函数。在采用传统的矩形脉冲供电模式下，电机转矩有明显脉动，这在转轴惯量小、转速低时尤为严重。转矩脉动及其引起的噪声是SRD驱动系统一个颇为突出的缺点。

这些缺点限制了SRD的进一步推广和应用，也促使国内外学者对它作进一步的研究和深入的探讨，主要表现在下列几个方面：

(1)优化设计和计算机辅助设计

与其它传统电机相比，SR电机的电磁设计是比较特殊的。由于电机磁场分布的高度非线性，计算非常复杂；同时还因为开关电路供电的非线性，电流波形规律特殊，只有将电机、变换器及控制模式一体化设计，协调优化电机、电路结构及控制参数等才能获得较为满意的设计结果。因此，计算机辅助优化设计技术是最基本的研究课题。实践证明，经过优化设计的开关磁阻电机至少可以做到与同机座的交流电机同容量。

(2)合理的确定变换器方案以及选择主开关元器件

开关磁阻电机调速系统的性能和制造成本，在很大程度上取决于变换器主电路的结构形式。变换器是根据控制器的指令输出直流脉冲电压分配给电机各相绕组工作的，方案类型很多。随着电力电子技术的发展，如何合理地选择主开关元件的类型、数量及容量也是十分重要的课题。

(3)微处理器和专用集成电路的应用

开关磁阻电机能够正常工作的关键是每相开关导通、关断的实时控制，以及对起动、运行、故障保护的实时控制。早期采用的模拟电路控制，实时性相对较差，比较合理的

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