[实用新型]一种开关磁阻电机控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种开关磁阻电机控制系统。

背景技术

开关磁阻电机调速系统作为近些年新兴起的一种无级调速系统，它涉及到微电子、电力电子技术、机械设计及制造、微型计算机控制，机电一体化工程应用等多个学科与领域，具有传统异步电机、直流电机调速系统所不具备的一些优点。

(1) 电机结构较为简单，制作工艺简易，生产成本低。电机转子侧没有绕组，转动惯量小，能够高转速运行而不产生形变，机械强度超过其他类型电机。电机绕组集中在定子侧，易于电机冷却，能适合于高温、强振等恶劣环境；

(2) 较强的容错能力。功率变换器为单极性，主开关与电机的绕组串联，不会出现交流调速系统或者直流无刷电机中功率变换器可能出现的短路可能；功率变换器由直流电源提供电压，在磁路和电路上各相之间相互独立，可缺相运行，可靠性大大提高；

(3) 起动时转矩较大，电流较小，因此对电网产生的影响小，可应用于重载起动以及负载频繁变化的场合；电机的调速系统效率高，调速范围宽，容易实现正反转控制运行。

(4) 可控参数多，调整性能好。控制开关磁阻电机能够实现的可控参数有开通角，关断角，相电流大小及绕组电压等，根据对电机的运行要求，选择不同的控制方法和参数可以使电机的运行状态达到最优。

但同时也存在许多问题需要优化解决。开关磁阻电机结构为双凸极并采用开关形式的供电电源，使运行过程中的边缘磁通引起电流变化的非线性，同时由于转矩与转子角度和电流之间的关系为非线性，导致电机的合成转矩不能保持稳定，存在着不可避免的转矩脉动问题。此外，电机在换相期间，由于相电流快速变化使电机定子径向振动产生的电磁噪声也不能忽略。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种开关磁阻电机控制系统，用于减小转矩脉动和电磁噪声。

本实用新型提出的一种开关磁阻电机控制系统，包括隔离变压器、调压器、整流电路、起动电路、滤波电路、功率变换电路、DSP控制器、电流检测电路、位置传感器、按键和液晶显示器，其中，380V交流电源经过隔离变压器后，由调压器进行调压，通过整流电路得到所需的直流电，为功率变换电路提供电源，电流检测电路检测开关磁阻电机的绕组的相电流，位置传感器检测开关磁阻电机的转子位置，并且检测到的相电流和转子位置被输入到 DSP 控制器进行运算处理，DSP控制器输出的 PWM 信号用于驱动功率变换电路中的开关器件，所述按键和液晶显示器和DSP控制器连接。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

图1是根据本实用新型的一种开关磁阻电机控制系统的结构图。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图详细描述本实用新型提供的实施例。

该开关磁组电机控制系统主要包括电源、隔离变压器、调压器、功率变换电路、整流滤波电路、电流检测电路及位置检测电路等。其中，380V交流电源经过隔离变压器后，由调压器进行调压，通过整流滤波电路得到所需的直流电，为功率变换器提供电源。DSP 输出的 PWM 信号，经过光耦隔离后，送到 IGBT 驱动模块，进而驱动功率变换电路中的开关器件。电流检测分别由霍尔电流传感器来实现，经过信号调理电路送到 DSP 的 ADC 模块来实现检测。

本实用新型选择性能更为强大的TMS320F28335作为DSP控制芯片的主控制器。TMS320F28335的时钟频率高达150 MHz ，具有高性能的32位单精度浮点单元(FPU)，采用哈佛总线架构，快速处理中断响应，有2M×16位的寻址范围，片内闪存256 K ×16 位，34K×16位SARAM，内部集成I²C总线，具有低功耗和省电模式，功能非常强大。

该控制系统的电源分为高压和低压两部分，其中高压电源主要为开关磁阻电机供电，低压电源主要用于控制以及数据通信。