文档介绍：太原理工大学
硕士学位论文
开关磁阻电动机调速系统仿真分析与设计研究
姓名:李书杰
申请学位级别:硕士
专业:@
指导教师:卜庆华
20100517
太原理工大学硕士研究生学位论文
开关磁阻电动机调速系统仿真分析与设计研究
摘要
开关磁阻电动机调速系统(简称 SRD,Switched Reluctance Motor
Drive)是继直流调速、交流变频调速之后,于上世纪 80 年代中期发展起
来的一种开关磁阻电动机与电力电子技术、微电子技术、控制技术于一体
的新型调速系统。兼有直流调速、交流调速的优点,以其宽广的调速范围、
良好的机械特性、高效节能、卓越的起动和制动性能等优点成为传动领域
的热门。
本论文基于山西防爆电机(集团)有限公司承担的“十一五”国家科
技支撑计划课题“矿用电机系统节能技术研究”中子课题“矿用隔爆开关
磁阻电动机 SRD 技术研究”(项目编号:2008BAF34B00)对开关磁阻电
动机调速系统进行研究。
本文在基于研究开关磁阻电动机调速系统的意义的基础上,介绍了其
发展状况、基本组成、性能特点及过去和现阶段研究热点。在了解上述内
容的前提下,介绍了本文的研究内容。在本文的第二部分介绍了开关磁阻
电动机及其调速系统的基本结构和工作原理;在数学模型介绍中分别叙述
了三种数学模型的优缺点,并对线性化模型做了较详细的分析。通过对开
C)、角度位置控制方式
(APC)、电压 PWM 控制方式、组合控制方式的介绍,对比上述几种控
制方式的特点,提出本文的控制方式:低速电流斩波控制、高速角度位置
控制相结合的组合控制方式,采用电流内环和 PI 调制的速度外环双闭环
I
太原理工大学硕士研究生学位论文
的控制策略。
在上述控制方式和控制策略提出的基础上,在 matlab/simulink 仿真环
境下、采用模块化的思想建立了开关磁阻电动机调速系统的仿真模型,并
进行了仿真实验,从仿真曲线验证了理论的电流斩波和角度位置控制方式
下电流、电压波形。
在硬件设计部分,介绍了 TI 公司的电机专用控制芯片
TMS320LF2407 的功能特点,以其为控制单元设计系统的硬件电路。通过
对各种功率电路的比较分析以及 SRD 系统应用方面的发展,确定本系统
的功率电路采用不对称半桥型功率电路,选择了主开关器件。并设计了位
置信号检测电路、倍频电路、速度检测电路、电流检测电路和输入与显示
电路。在软件设计部分,为了便于软件的调试、修改和发展亦采用了模块
化的编程思想,增强了程序的通用性和可读性。
最后,在实验系统调试部分,做了开关磁阻电动机在不同转速下的驱
动信号和电流调试。并对本文做了总结,提出本系统存在的问题和今后发
展的方向。

关键词:开关磁阻电动机,开关磁阻电动机调速系统,电流斩波控制,角
度位置控制,功率变换电路

II
太原理工大学硕士研究生学位论文

The Simulation and Design
of Switched Reluctance Motor Drives
ABSTRACT
Switched Reluctance Motor Drives (SRD) is a new type speed regulation
system developed in last century, followed direct current motor drive and
asynchronism motor frequency conversion drive, bines power
electronics technology ,microelectronics technology, modern control
technique. SRD has both advantages of direct current motor drive and
asynchronism motor frequency conversion drive. Because of the advantages
of vast speed regulating range, good mechanical properties excellent starting
and braking performance and high efficient, it has e one of the most
popular topics in the current fields of electric dri