開關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

開關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、第(磊214期7期)(EXPLOSION—PROOFELECTRICMACHINE)防爆電機(jī)開關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)唐小潔,鄧智泉,曹鑫,王曉琳南京航空航天大學(xué),江蘇南京(210016)摘要介紹了開關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成及其工作原理。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了以數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)和可編程邏輯器件(CPLD)為核心的數(shù)字控制器,包括硬件和軟件。該系統(tǒng)利用DSP的強(qiáng)大運(yùn)算能力實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制,采用CPLD芯片實(shí)現(xiàn)信號(hào)的邏輯處理,輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制開關(guān)管的通斷,仿真波形驗(yàn)證了CPLD邏輯設(shè)計(jì)的正確性。通過DSP和CPLD的相互配合,從而達(dá)

2、到準(zhǔn)確控制開關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)良好運(yùn)行的目的。關(guān)鍵詞開關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī);數(shù)字控制器;DSP;CPLD中圖分類號(hào)TM301.2TM352文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1008-7281(2009)02-0011-04Designonthem#talControlSystemofSwitchedReluctanceStarter/GeneratorXiaojie,DengZhiquan,Cao,l,andWangXiaolinAbstractThestructureandworkingprincipleofswitchedreluctancestarter/ge

3、nera—torsystemisintroduced.AdigitalcontrollerbasedonDSPandCPLD。whichincludeshardwareandsoftware。isdesigned.nlerea1.timecontrollingofsystemisrealizedbythepowerfulcalculationabilityofDSP,thelo~caltreatmentofsignaliscarriedoutbyclipofCPLD,andtheswitchpipeiscontrolledbythedrivingsi

4、a1.rI1lesimulationwaveformverifiedthatthelo~caldesignofCPLDiscorrect.BycombinationofDSPandCPLD。theswitchedreluctancestarter/generatorCanbecorrectlycontrolledtooperatewel1.KeywordsSwitchedreluctancestarter/generator;digitalcontroller;DSP;CPLD.組成,其構(gòu)成如圖1所示。起動(dòng)/發(fā)電雙功能控制O引言器根據(jù)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器給

5、出的位置信號(hào)來控制主開關(guān)磁阻電機(jī)(簡(jiǎn)稱SR電機(jī))具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)開關(guān)管的通斷,通過改變相電流的生成位置,以產(chǎn)單、成本低、容錯(cuò)性高、功率密度高以及高速運(yùn)行生不同方向的電磁轉(zhuǎn)矩,因此可以方便地實(shí)現(xiàn)起能力等優(yōu)點(diǎn),并且它能方便地實(shí)現(xiàn)起動(dòng)和發(fā)電雙動(dòng)和發(fā)電雙功能運(yùn)行。功能,因此,目前越來越廣泛的應(yīng)用于航空和汽車根據(jù)電磁場(chǎng)基本理論,并經(jīng)過線性化處理,電上的起動(dòng)/發(fā)電系統(tǒng)。與其他適用于起動(dòng)/發(fā)電的機(jī)轉(zhuǎn)子的電磁轉(zhuǎn)矩可表示為電機(jī)如直流電機(jī)、永磁電機(jī)、同步電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)=等相比,開關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)在可靠性、維護(hù)性、÷囂容錯(cuò)性、耐溫性等性能方面具備綜合優(yōu)勢(shì)4。,因其中,一繞組電

6、流;相電感;子位置角。此具有很大的發(fā)展?jié)摿?。圖2是開關(guān)磁阻電機(jī)線性模式下的相電感曲本文首先介紹了開關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)的系^r線,可以看出,隨著轉(zhuǎn)子位置角的變化,有正有統(tǒng)構(gòu)成及運(yùn)行原理,然后以三相6/4極、7.5kW開口口關(guān)磁阻起動(dòng)_/發(fā)電機(jī)為控制對(duì)象,設(shè)計(jì)了以DSP負(fù)。結(jié)合式(1)可知,當(dāng)相電流i處于電感的上升和CPLD為核心的數(shù)字控制系統(tǒng),詳細(xì)分析了其r區(qū)域時(shí),>0此時(shí)產(chǎn)生正轉(zhuǎn)矩,電機(jī)工作在電動(dòng)功能和軟、硬件實(shí)現(xiàn)方法。。口1r1開關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成及狀態(tài);當(dāng)相電流i處于電感的下降區(qū)域時(shí),<00[7工作原理此時(shí)產(chǎn)生負(fù)轉(zhuǎn)矩,電機(jī)工作在制動(dòng)或發(fā)電狀

7、態(tài)[1]。開關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)系統(tǒng)由電機(jī)本體、雙向由此可見,通過控制器改變驅(qū)動(dòng)信號(hào)來控制每一功率變換器、轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器和控制器四個(gè)部分相的開通和關(guān)斷,使相電流大小可調(diào)并處于合適11防爆電機(jī)(EXPLOSION—PROOFELECTRICMACHINE)第4J24o卷o9(期)的生成區(qū)域,就可以產(chǎn)生大小和方向不同的電磁模式的切換,此外,還要對(duì)發(fā)電電壓進(jìn)行檢測(cè)和控轉(zhuǎn)矩;通過電流的單極性控制,實(shí)現(xiàn)能量的雙向流制。這要求控制器有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能,本系動(dòng),就可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的起動(dòng)/發(fā)電雙功能。因此,統(tǒng)采用專用DSP芯片TMS320F2812結(jié)合型號(hào)為不僅需要實(shí)時(shí)

8、調(diào)節(jié)開通角、關(guān)斷角及電流的斬波EPM1270的CPLD邏輯芯片做為系統(tǒng)控制器的核限,還需要實(shí)時(shí)監(jiān)控轉(zhuǎn)速以完成

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