恒转速运行的开关磁阻电机控制器设计.docx

摘要:开关磁阻电机调速系统（Switched Reluctance Drive，简称SRD）是融合了多种传统电机优点于一身的新一代电机，是近几年研究较为火热的电机类型。电机结构简单、调速性能好、运行效率高，这使得它成为一款性价比较高的电机。因其应用广泛，市场需求大，现为提升其性能研深入研究SRM的工作特性及控制方法。此设计是与三相6/4型的开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor，简称SRM）相匹配的控制器硬件电路本文说明了SRM的工作原理和内部结构，分析了基础的运动方程以及数学模型。

在分析SRM的工作原理后，建立模型，本文选取3种控制方法并作比较，最终可完成系统的闭环速度调节，给定速度并完成电机的各项控制，实现应有的功能。由功率变换电路提供电能，速度检测输出信号用作脉宽调制电路的输入信号，形成一个PWM波形。整个驱动系统响应较快，并且实时可调。结合实际电路需要，选择合适的元器件，制作印刷电路板，完成器件的装备和调试，最终完成一款适合恒转速运行的开关磁阻电机的控制器的设计。

关键词：开关磁阻电动机，脉宽调制，控制器，印制电路板

目  录

摘  要

ABSTRACT

第一章 绪论-1

1.1开关磁阻电机系统简介-1

1.2研究背景及意义-2

1.3开关磁阻电机的研究和发展趋势-3

1.4本文主要的研究内容-3

第二章 开关磁阻电机的基本原理及控制方式-5

2.1开关磁阻电机的结构和工作原理-5

2.1.1开关磁阻电机的基本结构-5

2.1.2开关磁阻电机的工作原理-5

2.2开关磁阻电机的基本方程-6

2.3 SRM的数学模型-7

2.4 SRM的控制方式-8

2.4.1电流斩波控制（CCC）-8

2.4.2角度位置控制（APC）-9

2.4.3电压斩波控制-10

2.5起动控制和制动控制-11

第三章  硬件电路设计-13

3.1功率变换器电路-13

3.1.1 功率变换电路的设计-13

3.1.2 主开关器件选型-14

3.1.3 MOSFET开关过程的安全保护-15

3.1.4过电流保护-16

3.2 反馈信号检测-18

3.2.1 位置信号检测-18

3.2.2 速度检测-19

3.2.3 频率电压转换电路-20

3.3. 脉宽调压调速系统设计-21

3.3.1 系统原理框图-21

3.3.2 TL494线性PWM集成电路及其应用-22

3.3.3 基极驱动-23

第四章 电路板制作与测试-26

4.1原理图设计与绘制-26

4.2 印制电路板设计与制作-27

4.3实物展示-28

第五章 总结与展望-30

5.1 设计总结-30

5.2 展望-31

参考文献-32

致    谢-33