开关磁阻电动机的新型控制策略与应用研究

"该文研究了开关磁阻电动机（Switched Reluctance Motor, SRM）的新型控制策略，探讨了SRM的数学模型、转矩、绕组电流及不同控制方式，旨在优化其运行性能。论文指出，SRM因其结构简单、成本低廉和高效可靠，成为一种有潜力的调速系统。作者提出将步进传动控制理论应用于SRM，以减少转矩脉动并实现精确的位置伺服控制，并探索了电流滞环控制在SRM中的应用。此外，还研究了无位置传感器技术，开发了一种在线调整的转子位置估算法。论文详细设计了实现SRM微步控制的功率变换器和基于TMMS320F240 DSP的系统控制器，实现了包括电压PWM、电流检测和位置检测在内的功能。" 开关磁阻电动机（SRM）是一种特殊的电机类型，其工作原理基于磁阻效应，即磁通在通过磁阻较小的路径时更倾向于流通。SRM的结构简单，没有永磁体和换向器，因此具有构造坚固、成本低、维护少的特点。由于这些优势，SRM在调速系统中的应用日益广泛，尤其是作为电动执行器的执行元件。 本研究中，作者首先分析了电动执行器的工作需求，强调了SRM作为执行驱动部件的优势，以及采用步进电机控制策略的潜在好处。在深入理解SRM的物理结构和工作原理后，建立了其数学模型，这有助于理解电机的动态行为，如转矩和电流的关系。SRM的控制策略多种多样，包括相电流控制、角度控制等，每种策略都有其特定的适用场景。 论文的核心创新在于将步进传动控制理论应用于SRM，通过微步控制方法细化电机的运动，从而减少转矩波动，提高位置控制精度。同时，电流滞环控制策略也被提出，它可以改善电机的动态响应，使得SRM在不同工况下的性能更优。 无位置传感器技术是SRM控制的一个关键挑战，作者提出了一种基于SRM运动方程的在线转子位置估计算法，这种算法可以实时估计转子位置，提高了系统精度和可靠性，减少了对外部位置传感器的依赖。 在硬件实现方面，论文设计了一个能支持微步控制的功率变换器，以及一个基于Texas Instruments的TMMS320F240数字信号处理器（DSP）的控制器，该控制器能够执行电压脉宽调制（PWM）、电流测量和位置检测等功能，确保了整个系统的有效运行。 通过MATLAB软件进行仿真验证，这些研究成果为SRM的控制策略提供了理论依据和实践指导，对于提升SRM的性能和应用范围具有重要意义。