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开关磁阻电动机(Switched Reluctance Motor,简称SRM)具有结构简单坚固、体积小、重量轻、工作可靠、制造成本低廉等诸多优良特性。由其组成的调速系统(SwitchedReluctance Motor Drive,简称SRD),是继异步电动机变频调速系统和直流电动机调速系统之后,又一极具发展潜力的新型调速系统。它集开关磁阻电动机、电力电子技术和控制技术为一体,不仅保持了交流异步电动机的结构简单、坚固可靠和直流电动机可控性好的优点,而且还具有价格低、效率高、适应力强等优点,显示出广阔的应用前景。
本文以开关磁阻电动机作为运动控制器的执行元件为研究背景,首先对运动控制器及其执行电机进行了介绍在分析了SRM 的结构和基本原理的基础上,研究了SRM 的数学模型、转矩、绕组电流及各种控制方式,为SRM 运行及选用控制策略的研究奠定理论基础。
研究并设计了一种新型的运动控制系统,本控制系统采用功能强大定点的DSP 芯片TMS320LF2407A 为控制核心,能够实现开关磁阻电动机的控制策略。详细说明了基于该芯片设计的运动控制系统的硬件结构,介绍了功率电路板和控制电路板的组成部分,以智能功率模块(SPM)为核心设计功率电路逆变器,以TMS320LF2407A 为控制电路板主控芯片,以MAX7064S CPLD 为辅助芯片,设计了系统控制器,实现了电压PWM、电流检测、位置检测,液晶显示,串口通讯等功能。
实验结果表明该系统运行稳定,能够实现复杂的控制算法,具有良好的控制性能,达到了预期的效果。