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开关磁阻电机调速系统具有结构简单、坚固、系统控制灵活、调速性能好、运行效率高、动态性能好等诸多优点,近二十多年来,国内外在开关磁阻电机及其调速系统研究方面发展迅速。但对于一些特殊的需求领域(如要求开关磁阻电机具有软的机械特性),还未曾进行深入研究。本文正是基于这一需求,以15KW三相开关磁阻电机为研究对象,对其软特性调速系统进行研究。
本课题主要完成的工作有以下三部分:首先,深入研究了开关磁阻电机的基本特性与数学模型,从中得出了一种简便、实用的通过电流检测转矩的方法,然后通过大量实验与数据分析,获取了开关磁阻电机的稳态转矩和电流的关系,并研究了在软特性要求下的负载变化与电流的关系,进一步可以根据负载得到相应的转速给定,为软特性实现奠定了基础。并对系统进行了实验测试,给出了软特性调速曲线,对曲线进行了分析。其次,设计了基于DSP56F803的开关磁阻电机调速系统通用的硬件电路,可以实现软特性调速控制、变角度控制、定角度电压斩波和电流上下限斩波控制。最后,通过基于C及汇编混合编程的控制软件,实现了软特性的控制算法,实现了软特性调节和转速闭环控制。并且实现了基于PC Master软件的上位机可视化控制,可以在上位机上获取调速系统的电流和转速波形,可以在线修改调速系统的参数和对电机进行实时控制。