电机控制器很有用.pdf

第24卷第1期 2007年1月 机 电 工 程 MECHANICAL＆ELECTRICAL ENGINEERING MAGAZINE V01．24 No．1 Jan．2007 基于DSP的矿车用30 kW 开关磁阻电机驱动系统 姚志兴1，杨岳峰2 (1．杭州发达齿轮箱集团有限公司，浙江杭州311251；2．北京交通大学电气工程学院，北京100044) 摘 要：介绍了一种基于DSP的矿车用开关磁阻电机驱动系统，分析了开关磁阻电机驱动系统的 特点和软、硬件实现方法。该系统机车效率高，带负载能力显著增强。牵引系统简单，安全可靠，节 能效果明显。 一 关键词：开关磁阻电机；DSP；矿车；驱动系统 中图分类号：TM352 文献标识码：B 文章编号：1001—4551(2007)1—0053一04 DSP_based 30 kW switched reluctance motor drives for mining iocomotive YAO Zhi—xin91，YANG Yue—fen92 (1．日Ⅱng：^o“础—DA Ge。r60戈G，口叩Co．，￡￡d．，—Hong=^o“310051，Chin口； 2．Cotkge可Ekcet丁ic8t Eng讧诧er讥g，Be讶tng Ji氆otong Un执ers讧y．Be薅ing 100Q44，Chtn8) Abstract：A DsP-based 30 kW switched reluctance motor(SRM)drives for mining locomotive was introduced．The cha卜 acteristics and implement method were analyzed in detail． The emciency of mining locomotive was improved as weU as load- ed perfb瑚ance． SRM drives is simple，safe，promising and ef6cient． Key wOrds：SRM；DSP；mining locomotive；drives 0前言 本研究提出一种基于DSP的矿车用30 kW开 关磁阻电动机驱动系统，实现全数字PI控制。 1开关磁阻电动机 该系统采用12／8极三相开关磁阻电动机。 sRM电机的横切面和一相电路的原理图，如图1所 示。电机磁阻随着转子磁极与定子磁极中心线的对 准或错开而变化。因为电感与磁阻成反比，当转子 磁极在定子磁极中心线位置时，相绕组电感最大；当 转子磁极中心线对准定子磁极中心线时，相绕组电 感最小。当定子A相磁极轴线DA与转子磁极轴线 Oo不重合时，开关．s，、s：合上，A相绕组通电，电动 机内建立起以DA为轴线的径向磁场，磁通通过定子 轭、定子极、气隙、转子极、转子轭等处并闭合。通过 气隙的磁力线是弯曲的，此时磁路的磁导小于定、转 子磁极轴线重合时的磁导，因此，转子将受到气隙中 图1 典型的SRM原理图 弯曲磁力线的切向磁拉力产生的转矩作用，使转子按 逆时针方向转动，则转子磁极的轴线D口向定子A相 磁极轴线0A趋近。当D口和DA轴线重合时，转子已达 到平衡位置。此时打开A相开关|s，、．s：，合上B相开关， 即在A相断电的同时B相通电，建立以日相定子磁极 为轴线的磁场，电动机内磁场沿顺时针方向旋转，转 子在磁场磁拉力的作用下继续沿着逆时针方向旋转。 可见，如果连续不断地按A—B—c—A的顺序分别给 定子各相绕组通电，则电动机内磁场轴线沿 A—B—C—A的方向不断移动，转子沿A—C一曰一A 收稿日期：2006—06—07 作者简介：姚志兴(1958一)，男，浙江萧山人，主要从事齿轮箱设计方面的研究。 万方数据 机 电 工程 第24卷 的方向逆时针旋转。如果按A—C一曰一A的顺序给定 子各相绕组轮流通电，则磁场沿着A—c—B—A的方 向转动，转子则沿着与之相反的A—B—c—A方向顺 时针旋转。 2开关磁阻电动机调速系统(sRD) 本系统采用的开关磁阻电动机调速系统主要由 sRM、功率变换器、控制器、位置检测器构成，如图2 所示。 电流检测 图2 SRD系统框图 2．1开关磁阻电机 sRM是sRD中实现机一电能量转换的部件，系 双凸极可变磁阻电动机，其定、转子的凸极均由普通 硅钢片叠压而成。转子无绕组也无永磁体，定子极 上绕有集中绕组，径向相对的2个绕组可串联构成 一个两极磁极，称为“一相”。sRM可以设计成多种 不同相数结构，且定、转子的极数可有多种不同的搭 配。对于有自起动、四象限运行要求的驱动场合， 定、转子极数都应该有合理的组合方案。其结构外 形，如图3所示。 图3开关磁阻电动机外形结构图 l一前端盖；2一机壳；3