[实用新型]基于DSP的开关磁阻电机教学实验系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种教学实验系统，特别涉及一种基于DSP的开关磁阻电机教学实验系统。

背景技术

开关磁阻电机(SRM)是近年来发展起来的一种新型机电一体化调速系统，以其优良的技术性能、较高的经济指标日益成为直流调速和普通交流调速的有力竞争者，并引起业内学者的广泛的重视，也是大专院校“微特电机”课程重点讲解的内容。但是，目前的开关磁阻电机调速应用系统，都已经在设计之初就优化并确定了各应用参数，将其引入实际教学中，因为控制器整体封装，故无法对系统运行时的各参数进行直观的观测，而且一般不能对其控制参数进行所需的改变，这就使得在教学实验中，无法让学习者对开关磁阻电机调速系统进行控制方式选取及各种控制参数设置，并对其在不同参数下的运行性能进行比较，从而无法对开关磁阻电机调速系统有深入、直观地了解。为了提高实验教学水平，加深学习者对开关磁阻电机调速系统的认识，开发高性能的开关磁阻电机教学实验系统就显得十分必要。

发明内容

本实用新型针对现有开关磁阻电机教学实验系统存在的问题，提出了一种基于DSP的开关磁阻电机教学实验系统。利用该实验系统，学习者可以方便的在PC机上对开关磁阻电机调速系统进行控制方式选取及参数设置，控制开关磁阻电机运行，并对开关磁阻电机调速系统在不同参数下的运行性能进行比较，从而对开关磁阻电机调速系统有更深入、直观地了解，对提高实验效率和提高研究水平效果明显。

本实用新型的技术方案为：一种基于DSP的开关磁阻电机教学实验系统，包括PC机、DSP、驱动隔离电路、功率变换器、开关磁阻电机、位置检测电路、电流检测调理电路、电源管理电路，其特征在于：PC机与DSP相连接，DSP的输出端与驱动隔离电路连接，驱动隔离电路的输出接功率变换器，功率变换器的保护信号与DSP连接，同时功率变换器的输出接开关磁阻电机，开关磁阻电机的输出分别通过位置检测电路、电流检测调理电路与DSP连接，电源管理电路分别与DSP、功率变换器连接。

在上述的技术方案中，PC机和DSP采用串行通信接口实现双向通信，串行通信协议为RS-232标准。PC机作为上位机，对该教学实验系统进行控制方式选取和参数设置，通过串行通信接口，向DSP发送运行模式、控制参数、数据采集类型；同时，PC机接收DSP发送的电机转速、扭矩、电流、位置，完成数据的采集、存储和图形显示，实现虚拟仪器的功能。DSP作为下位机，根据上位机给定的控制方式及控制参数要求，运行相应的系统控制程序，输出驱动开关磁阻电机功率变换器的开通关断信号，实现电机控制，从而实现对开关磁阻电机在采用不同控制模式下的电机运行性能的比较。

所述的功率变换器采用智能功率模块(IPM)，型号为日本三菱公司的PM25RLA120，DSP采用美国TI公司的TMS320F2812芯片。

所述的PC机作为上位机包括：上位机通信处理模块，操作平台模块，控制参数设置模块，数据处理模块；其中：上位机通信处理模块用于实现它与下位机按照制定的数据传输协议和串行通信协议进行协同工作，操作平台模块用于实现系统状态显示、控制命令输入、以及操作平台参数设计，控制参数设置模块，用于实现控制方式的选择、以及在各种控制方式下控制参数的选取设定，数据处理模块，用于实现虚拟仪器的图形显示功能。

所述的DSP作为下位机主要实现控制方式选择，控制策略实现，转子位置检测，电机速度估算，脉冲宽度调制（PWM）控制，数据采集及通信设计，保护模块处理功能。

所述的上位机PC机和下位机DSP之间采用MAX232芯片实现DSP与PC机的RS-232标准接口通信，上位机PC机向下位机DSP发送运行模式、控制参数、数据采集类型，下位机DSP向上位机PC机发送系统运行状态、数据采集内容。

本实用新型的有益效果为：本实用新型的基于DSP的开关磁阻电机教学实验系统，有利于学习者更深入、直观地了解开关磁阻电机调速系统，对提高实验效率和提高研究水平效果明显。可以作为本科生相关课程的实验设备以及课程设计、毕业设计的实验平台，同时也可以为研究生进行相关领域的研究创造条件。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图。

图2是本实用新型的DSP与PC机串行通信接口硬件电路图。

图3是本实用新型的上位机PC机操作界面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的基于DSP的开关磁阻电机教学实验系统作进一步说明。