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开关磁阻调速电动机在电动自.doc

开关磁阻调速电动机在电动自

李平直
2017-10-25 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《开关磁阻调速电动机在电动自doc》,可适用于工程科技领域

开关磁阻调速电动机在电动自湖南工业大学本科毕业设计(论文)第一章绪论背景、国际背景年月日联合国气候变化大会将在丹麦首都哥本哈根召开个国家的领导人就未来应对气候变化的全球行动签署新的协议。这是继《京都议定书》后又一具有划时代意义的全球气候协议书毫无疑问对地球今后的气候变化走向产生决定性的影响。气候变化是我们这一两代人面临的最严峻、深远的挑战之一。科学家预测随着温室效应不断加剧到本世纪末全球升温范围将在~度之间。更加令人震惊的是从最新的温室气体排放增加速度来看地球气候已经开始朝着~度严酷升温发展大大超出摄氏度的地球生态警戒线几乎宣告了生态系统的死刑世界处在毁灭性的气候混乱状态边缘。而随着现代城市的迅速发展,规模的不断扩大,同时伴随着当前石油资源短缺和环境污染的加剧最近“低碳概念”开始在世界范围内流行许多国家甚至开始或者已经制定出了“低碳”标准而作为“碳”排放的最大制造者汽车、摩托车等作出改变也就势在必行了于是电动车的发展也就自然而然的受到人们的重视。电动车即将成为世纪的重要交通工具。在国际上先进的工业国家中,电动车的开发热潮引人注目。电动车的重要意义在于解决目前世界将面临的石油能源危机问题和汽车废气对环境的严重污染以及全球气候变暖等问题。同时,电动车具有全电控、易于智能化的优点,某些性能优于传统的内燃机汽车,具有极其广阔的市场前景。电动车发展背景年月在巴黎举行的国际电气展览会上法国人特鲁夫展出了世界上第一辆电动交通工具:电动三轮车。这是世界电动车的开端也是机动车辆史上具有划时代意义的大事。此时燃油汽车还尚未出世但是当时由于电动机、电池等关键技术的发展还很不理想而且电动车速度慢、价格高这一切都限制了电动车辆推广的步伐所以在一段时间后便被随后出现的相对便宜且有速度优势的燃油汽车所取代。在随后的几十年间燃油车辆几乎占有了所有的市场直到七、八十年代人们开始关注能源和环境问题的时候零污染零排放的电动车辆湖南工业大学本科毕业设计(论文)才重新回到前台而近几年更是将电动车辆抬到一个前所未有的高度。电动车辆的发展大体上可以分为三个阶段:、单独采用蓄电池供电但人们很快发现仅仅使用蓄电池供电在近期内很难与传统车辆匹敌、混合动力车即蓄电池与燃油系统配合使用但它只是电动车发展历程中的过渡产品、采用燃料电池的电动车性能优越已可与传统车辆相当但价格昂贵短期难于推广。而与汽车相比电动自行车的发展对技术的要求相对较低的而事实上它也确实是电动车辆发展中最快的而且也已经开始普及开来它具有的质轻、低速、价廉、环保等的特点再加上电池技术电机技术的突飞猛进都为电动自行车的发展奠定了良好的基础。尤其在我国虽然伴随着经济的腾飞汽车开始普及但摩托车自行车等小型交通工具仍然是大多数公民的选择而近年来许多城市处于安全等因素的考虑开始对摩托车实施越来越多的限制措施集合了摩托车和自行车的综合优势的电动自行车也就有了十分巨大的市场前景。电动车中电动机的发展电动车使用的电机的类型电动车发展的关键因素主要是两个:一是电池技术二是电机技术。相对于电池发展进度的缓慢电机技术则有了非常大的进展无论是直流电机还是交流感应电动机等等都有了很大的发展其中最引人注目的无疑是开关磁阻电机。直流电机结构因其简单技术成熟具有交流电动机所不可比拟的优良电磁转矩控制特性所以直到世纪年代中期仍是国内外电动汽车用电机的主要研发对象。但直流电动机也存在致命的弱点:利用电刷和换向器进行换向时会产生换向火花使之无法适应高速、大容量的场合而且直流电动机的价格往往是同功率交流电动机的,倍且体积大重量重需更多的维护不适合在多尘、潮湿、易燃气体的环境中使用供电电压也有限制。这就迫使人们寻找无换向器的交流电动机实现调速传动。但是异步电动机有三相定子绕组电磁转矩是定、转子三相电流的复杂函数且与转子的瞬时位置角有关实际运行中能够直接控制的只是定子电压(电流)、定子频率但电磁转矩与他们之间不存在像直流电动机那样简洁的函数关系故在动态过程中异步电动机电磁转矩的准确、有效控制是一个难题。年代以来为充分利用异步电动机优良的经济性及易向高压、高速、大容量方向发展的优势获得良好的调速性能依托多变量解耦控制、变结构控制、模型参考自适应控制等现代控制理论和新型性能优良的第二代大功率全控型开关器件出现了交流电机调频调压控制、矢量控制、直接湖南工业大学本科毕业设计(论文)转矩控制进入年代交流调速系统慢慢取代了直流调速系统占据主导地位在电驱动技术中被广泛采用。但交流调速技术还存在系统复杂、价格昂贵、性能指标有待进一步提高等问题。在高性能永磁材料的支持下永磁同步电动机和无刷直流电动机也被采用因其具有高的功率密度、体积小、惯性低、响应快、重量轻、效率高被认为在电动汽车中具有良好的应用前景。但永磁材料价格昂贵目前由日本研制的电动车主要采用这种电机。对比其它各种调速电机,开关调速磁阻电机(SRM)的突出优点在于结构简单、可靠性高、起动性能好和调速性能好,而且成本较低,具有较高的综合性能。但是,但由于开关磁阻电机本身磁路的非线性,导致理论分析、设计及控制的困难,难以建立精确的数学模型,对一些性能要求较高的系统,常规的控制方法往往已无法得到理想的控制效果。因此一直以来开关磁阻电机的发展都受到了很大的制约直到年代初随着电力电子、微电脑和控制技术的迅猛发展开关磁阻电机也走上了快速发展的道路。、开关磁阻电机的发展年英国Leeds大学步进电机研究小组首创一个开关磁阻电机(SwitchedReluctanceMotor,SRM)雏形这是关于开关磁阻电机最早的研究。年进一步对带半导体开关的小功率电动机(w,kw)进行了研究。到了年有了实质性的进展并一直发展到可以为kw的电瓶汽车提供装置。年在英国成立了开关磁阻电机驱动装置有限公司(SRDLtd)专门进行SRD系统的研究、开发和设计。年英国(SRDLtd)首先推出了SRD系列产品该产品命名为OULTON。年TASC驱动系统公司也推出了他们的产品。另外SRDLtd研制了一种适用于有轨电车的驱动系统到年已运行km。该产品的出现在电气传动界引起不小的反响。在很多性能指标上达到了出人意料的高水平整个系统的综合性能价格指标达到或超过了工业中长期广泛应用的一些变速传动系统。从上世纪年代国际会议的上有关SRD系统的文章来看对SRD系统的研究工作已经从论证它的优点、开发应用阶段进入到设计理论、优化设计研究阶段。对SR电机、控制器、功率变换器等的运行理论、优化设计、结构形式等方面进行了更加深入的研究。、开关磁阻电机控制系统、SRD简介湖南工业大学本科毕业设计(论文)从国内外有关SRD系统的文章来看对SRD系统的研究工作已经从论证它的优点、开发应用阶段进入到设计理论、优化设计研究阶段。开关磁阻电机控制系统SRD(SwitchedReluctanceMotorDriveSystem简称SRD)主要由四部分组成:开关磁阻电机、功率变换器、控制器及位置检测器。如下图:电源功率变换器SR电机负载电流检测控制器给定速度位置检测图系统框图开关磁阻电机采用了功率变换器供电便对转子位置进行检测大大提高了SRM(开关磁阻电机)的性能使开关磁阻电机控制系统(SRD)能与其他控制系统相竞争甚至在某些方面还具有一定的优势。开关磁阻电动控制系统(SRD)是较为复杂的机电一体化装置SRD的运行需要在线实时检测的反馈量一般有转子位置、速度及电流等然后根据控制目标综合这些信息给出控制指令实现运行控制及保护等功能。转子位置检测环节是SRD的重要组成部分检测到的转子位置信号是各相主开关器件正确进行逻辑切换的根据也为速度控制环节提供了速度反馈信号。开关磁阻电机具有再生的能力系统效率高。对开关磁阻电机的理论研究和实践证明该系统具有许多显著的优点:()电机结构简单、坚固制造工艺简单成本低可工作于极高转速定子线圈嵌放容易端部短而牢固工作可靠能适用于各种恶劣、高温甚至强振动环境。()损耗主要产生在定子电机易于冷却转子无永磁体可允许有较高的温升。()转矩方向与电流方向无关从而可最大限度简化功率变换器降低系统成本。()功率变换器不会出现直通故障可靠性高。湖南工业大学本科毕业设计(论文)()起动转矩大低速性能好无感应电动机在起动时所出现的冲击电流现象。()调速范围宽控制灵活易于实现各种特殊要求的转矩,速度特性。()在宽广的转速和功率范围内都具有高效率()能四象限运行具有较强的再生制动能力。()容错能力强。开关磁阻电机的容错体现在电机某一相损坏电机照样可以运行。与当前广泛应用的变频调速感应电动机相比开关磁阻电机在成本、效率、调速性能、单位体积功率、可靠性、散热性等都具有明显的优势或竞争力。、发展和研究方向由于开关磁阻电动机的发展历史短涉及面广在理论和应用上仍存在诸多值得研究探讨的课题国内外学者正在进行四个方面的深入研究:()电机优化设计和一体化研究由于电机磁场分布的高度非线性计算非常复杂其数学模型难以简单精确建立同时由于开关电路供电的非线性电流波形规律特殊导致转矩脉动只有将电机、变换器及控制模式一体化设计协调优化电机、电路结构及控制参数等才能获得较为满意的设计结果得到高性能的SRD。()功率变换电路的设计由于SRD系统的性能和成本很大程度取决于功率变换器的性能和成本目前研究主要集中在功率变换器拓扑结构设计、主开关器件的选择和使用等方面尽可能的减少功率器件数目和复杂性。()无位置传感器研究位置闭环控制是开关磁阻电机的基本特征之一SR电机的各种高级控制技术都是以高精度的位置检测为首要条件但它的存在使结构复杂化同时也增加了成本、降低了可靠性限制了其在恶劣场合下的运用无转子位置检测技术成为SR电机研究的一大热点。()转矩脉动及噪声控制的理论研究由于SR电机的双凸极结构电磁特性以及开关的非线性影响采用传统控制策略得到的合成转矩不是一恒定转矩因而导致了相当大的转矩脉动和噪声。这点限制了SRD在很多直接驱动领域的应用。研究抑制SR电机的振动和噪声也是改善SRD性能的首要课题。减少SR电机的转矩脉动、噪声的关键在于减小作用在定子上的径向力的大小。在应用方面SRD虽兼有直流调速和交流调速的优点有着广阔的市场前景但异步电动机和无刷直流电动机在多年的发展和推广湖南工业大学本科毕业设计(论文)后不断完善和成熟目前已经占有广阔的市场SR电机要想广泛地应用在调速市场一方面必须不断宣传和推广另一方面还必须进一步的研究开发提高其本身的性能。SR电机全面进入市场是必然的只是个时间问题。湖南工业大学本科毕业设计(论文)第二章开关磁阻调速电动机工作原理SR电机的结构和工作原理都比较简单定、转子的凸极均由普通硅钢片叠压而成转子既无绕组也无永磁体定子上有集中绕组径向相对的两个绕组串联构成一个两极磁极称为一相。SR电机可由相数不同而分为单相、两相、三相电机等且定、转子极数有不同搭配但低于三相的电机没有自启动能力对于有自启动能力的电机。相数多步距角小利于减小转矩脉动对电机噪声平稳性越好但控制不易且结构复杂并且主开关器件多成本高。目前用的最多的是四相()和三相()电机。见表三相结构四相结构五相结构表下图为四相开关磁阻电机结构图:图湖南工业大学本科毕业设计(论文)开关磁阻电机结构中定子齿数和转子齿数都应为偶数且定子数不等于转子数但应尽量接近(以转子数少于定子数为好例如:定子:转子:)一般来说转子数与定子数遵循这样一个关系:Zs=Zr()上式中Zs为定子数Zr为转子数开关磁阻电机的基本原理是:磁通总是沿着磁阻最小的路径闭合由磁场扭曲而产生旋转力矩工作原理见图。当定子DD'磁极励磁时所产生的磁力旋转到与定子极轴线DD'相重合的位置若以图中定子、力图使转子的极轴线'转子所处的相对位置作为起始位置依次给D、A、B、C相定子绕组通电、断电转子就会以逆时针方向连续旋转反之若依次给C、B、A、D相通电、断电则电动机就会沿顺时针方向转动。由此可见:、SR电机的转向与相绕组的电流方向无关仅取决于相绕组通电的顺序、需设置有转子位置传感器以确定定子每相绕组何时需要通电或者断电、转子的转速由连续开闭定子极绕组的频率所决定输出的扭矩由通过定子极绕组的电流来决定。这样就可以视负荷的性质实现恒扭矩或恒功率调速系统。从理论分析上看SR电机电动势方程为:()式中项为变压器电势用于建立磁场项中为运动电势或旋转电势项为电机绕组压降。()由上式可见相绕组在恒定电流i作用下产生的对应转矩见图。因此SR电机的转矩方向不受电流方向的影响仅取决于电感随转角的变化。相绕组有电流通过产生拖动转矩(正转矩)若相绕组流过电流产生制动转矩。因此通过控制加到SR电机绕组中电流脉冲的幅值、宽度及其与转子的相对位置即可控制SR电机转矩的大小与方向这就是开关磁阻调速电机控制的基本原理。湖南工业大学本科毕业设计(论文)图相电感、转矩随转子位置的变化、开关磁阻调速电机系统组成、功率变换器功率变换器是开关磁阻电动机运行时所需能量的提供者是连接电源和电动机绕组的开关部件。通过它将电源能量馈入电机也可将电机内的磁场储能反馈回电源。由于SR电机绕组电流是单向的使得其功率变换器主电路不仅简单而且具有普通交流及无刷直流驱动系统所没有的优点即相绕组与主开关器件是串联的因而可预防短路故障。功率变换器有多种形式并且与供电电压、电机相数和开关器件的种类等有关。功率变换拓扑电路一个理想的功率变换器主电路结构形式应同时具备如下条件:()最少数量的主开关元件()可将全部电源电压加给电动机相绕组()主开关器件的电压额定值与电动机接近()具备迅速增加相绕组电流的能力()可通过主开关器件调制有效地控制相电流()在绕组磁链减少的同时能将能量迅速地回馈给电源。现有的开关磁阻发电机功率变换器主电路拓扑结构有很多种这些结构的区别在于去磁方式(即每个导通区间储存在每相绕组的能量是如何恢复的)的差异。其中最常见的拓扑结构有:电机双绕组型、电容裂相型、H桥型、不对称湖南工业大学本科毕业设计(论文)半桥式、具有最少数量主开关器件的功率变换器电路等。(电容裂相型图电容裂相型图为电容裂相型电路此电路出现较早在一个时期内应用比较广是一种比较成熟的主电路结构。将整流桥输出的电压用双电容裂相(电容同时也起滤波、存储绕组回馈能量的作用)采用这种电路可对电动机的各相独立控制每相只需一个主开关元件和一个续流二极管。因为两个裂相电容上的电压需要保持平衡所以同两个电容并联的绕组数应相等且上下桥的电容只能轮流或者同时给电动机的绕组供电因而这种主电路结构只适用于偶数相的开关磁阻电机。主开关元件的额定工作电压为(D)sV采用电容裂相以后电源电压利用率降低主开关元件的电流为电机双绕组型的两倍(同功率情况下)。、电机双绕组型图电机双绕组型图所示是早期使用的双绕组结构通常主副绕组采用双线并绕的形式以得到最大的互感系数主绕组开关元件S断开后主绕组的能量通过互感传到湖南工业大学本科毕业设计(论文)副绕组再通过二极管续流。该电路主开关元件的额定工作电压为(D)VS其中是整流桥输出的峰值电压D是开关元件关断时的过电压系数功率变VS换器的伏安容量为m(D)m为电动机的相数为电动机的峰值电流。双IImm绕组主电路十分简单每相绕组只有一只主开关及一只续流二极管。缺点是主副绕组之间不可能完全耦合主开关元件关断时会产生较高的冲击电压对主开关元件的额定工作电压要求比较高并需有良好的吸收网络同时由于电动机采用双绕组结构绕组利用率下降铜耗增加、体积增大。这种主电路可适用于任意相数的开关磁阻电机尤其适宜于低压直流电源。、H桥型图H桥型图是H桥型功率变换主电路这一电路可认为是上述电容裂相型电路取消了电容器分压构成的双电源并将电动机四相绕组中点浮空而形成的。电机每相绕组的外施电压为电源电压的一半因为任一相绕组电路必须以其它绕组为通路换相相的磁能一部分回馈电源另一部份注入导通相绕组因此只能工作在两相同时通电方式从而缺少一些控制灵活性。但这一变化也给本电路带来了特有的好处即可以实现零压续流提高系统控制性能。但它只适合于四相或者四的倍数相的SR电机。、不对称半桥型湖南工业大学本科毕业设计(论文)图不对称半桥功率变换主电路图为本系统所采用的不对称半桥型三相SR电机功率变换器主电路。以A相为例每相有两个主开关管S和S及续流二极管D和D。其中上下两只主开关管是同时导通和关断的。当S、S导通时D和D截止外加电源加至A相绕组的两端产生相电流当S、S关断时A相绕组产VISa生的变压器电压势极性如图所示则D、D正向导通电流通过D、D及储能电容C续流C将吸收A相绕组的部分磁场能量。这种不对称半桥型线路具有如下的特点:()各主开关管的电压定额为Vs()由于主开关管的电压定额与电动机绕组的电压定额近似相等用足了主开关管的额定电压有效的全部电源电压可用来控制相绕组电流()由于每相绕组接至各自的不对称半桥每相需要两个主开关管和两个二极管相与相之间是完全独立的故这种结构对绕组相数没有任何限制适合任意相数电机不存在上、下桥臂直通的故障隐患。综上我们可以总结出几种拓扑电路的性能:表电路拓扑电容裂相型双绕组型H桥型不对称半桥型适应相数偶数m偶数m主开关电压定额>Vs>Vs>Vs>Vs续流二极管额定压>Vs>Vs>Vs>Vs器件数量少能量能量回愤迅速器可以实现零压相与相之间完全独优点回馈迅速件数少效率高续流立效率高不会形成短路湖南工业大学本科毕业设计(论文)相间独立性差仅接线多关断尖脉只能工作在两相同每相须两个主开缺点适用于偶数相电动冲高铜线利用低时通电方式关相数增加主开机要求双极性电关相应增加源由于SRM是单向电流驱动,dL()T,e()id,式中Te电磁转矩i定子电流L(θ)电机电感θ位置角故可采用不对称半桥型功率变换电路。由于这种桥式电路中的各相都可以独立导通,因此可以采用两相导通的方式增加电机出力,这在电动车驱动中显得优为重要。功率主开关器件SR电机的绕组只需要单方向电流但应能迅速从电源接受电能又能迅速向电源回馈能量。由于SRD功率变换器只需要给电动机提供单方向电流故它比异步电动机PWM变频器简单、可靠。然而SR电机的工作电流、电压波形系统的运行条件及电动机设计参数的制约很难准确预料。这就使得其主开关器件的定额计算较为复杂主开关器件的选择与电动机功率、供电电压、峰值电流、成本等有关还与主开关器件本身的开关速度、触发难易、开关损耗、抗冲击性、耐用性等有关。当前电力电子经过多年的发展可供选择的功率器件主要有普通晶闸管、可关断晶闸管(GTO)、功率晶体管(GTR)、功率MOS场效应管(MOSFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)以及智能功率集成模块(IPM)。年代初主开关器件皆用SCR鉴于SRD电流峰值较大而SCR电流峰值平均电流比值高能承受很大的浪涌冲击一度被视为SRD中最理想的主开关器件但是SCR无自关断能力开关频率低强迫换相电路成本高可靠性差构成的SRD总体性能有限后来较多应用GTR但GTR承受浪涌电流能力差允许的电流变化率低存在二次击穿问题不易保护限制其在高压、大功率场合下的应用。年代中期结合了SCR、GTR两者优点GTO受到重视它具有自关断、快速开关能力湖南工业大学本科毕业设计(论文)能承受较GTR高的电流、电压。但其控制触发电流比SCR大在关断时要求很大的反向控制电流关断控制实现有难度。开关频率较低一般不超过kHz驱动电路复杂需要设置吸收电路。近年来随着新的功率开关器件的出现小功率的SRD中常采用MOSFTET较大功率采用IGBT。MOSFTET输入阻抗大、栅极电流很小因此对驱动要求不高可由CMOS集成电路或光耦合器件直接驱动另外它还具有开关速度快、工作频率高等特点但动态压降大。绝缘栅双极型晶体管兼有功率场效应管和双极型功率晶体管的特点。它不但具有MOSFET的输入阻抗大、驱动功率小、开关速度快、驱动电路简单等特点而且具有GTR的通态压降小耐高压、大电流等优点。、SRD系统的信号检测检测单元由位置检测和电流检测环节组成提供转子的位置信息以决定各相绕组的开通与关断提供电流信息来完成电流斩波控制或采取相应的保护措施以防止过电流。SRD系统的反馈信号主要有电流、位置和速度三种信号。SRD系统工作在自同步状态转子位置信号是各相主开关器件正确进行逻辑切换的根据。SRD系统在起动和低速运行时通常采用电流斩波控制相电流的大小即使在角度位置控制(简称APC)方式下为了防止系统过载或故障运行也需要监测绕组的实际电流。因此电流检测在SRD系统中是必不可少的。SRD系统作为一种变速传动系统为了保证系统具有优良的动、静态性能必须依靠速度控制环节这就需要得到准确的速度信号。所以位置、电流、速度三种反馈信号的检测直接关系到SRD系统的运行性能。、位置检测位置检测的目的是确定定、转子的相对位置以控制对应的相绕组通断。常见的位置检测器有光敏式、磁敏式以及接近开关等含机械的位置检测方案。为了提高SRD系统的工作可靠性和高速性能指标亦采用“无位置传感器”检测法。其相关电路有两部分分别为:位置传感器输入电路、位置信号处理部分及角度细分电路。主要完成位置信号处理定转子相对角度细分的功能。位置传感器是开关磁阻电机的关键部件和特征部件。它的作用是向单片机端口正确提供转子位置信息以确定对应相绕组的通断同时也作为测量电机转速的依据。湖南工业大学本科毕业设计(论文)图光电位置检测器电路原理图根据所用光电传感器个数的不同位置检测的方法可分为全数检测和半数检测两种。前者所用的光电传感器的个数与开关磁阻电机的相数相同后者所用个数为相数的一半。半数检测能节约成本在本文位置检测采用光电位置传感器它由装在轴上的转盘和装在定子上的光电传感器件V和V组成。转盘固定在转子轴上具有与转子凸极和凹槽数相等的凸齿和凹槽而且它们成均匀分布结构都为即外弧的弧长相等光电传感器件由光发生部件和光敏三极管接受电路组成固定在定子或者机壳上转盘与电机同步旋转通过转盘的遮光、透光使光敏元件产生导通和关断信号。对于四相极电机只须在定子极上安装两个相距转子齿距角即相距或的光电元件见图。图四相开关磁阻电机位置检测图一般情况下光电传感器件在夹角为时放置在A相轴线两侧处夹角情况下则其中一个光电传感器件放在靠近A相轴线处与之成角处。A相是处于和转子极重合的位置此时其相电感最大可以看出其与光电传感器的齿盘是不重合的而是由一个的夹角。位置感器的输出是由齿盘凸极遮挡光电器件的光线来实现的。当凸极遮住光线的时候传感器输出低电平没有遮挡的时候输出高电平图表示的就是由传感器产生的两路输出位置信号并且给出它们与相绕组电感之间的对应关系。湖南工业大学本科毕业设计(论文)图一个转子周期内位置信号与相电感对应变化当电动机旋转时根据被齿盘遮住与否两个光电传感器通过外围电路输出的基本信号经过整形、滤波可以获得比较好的方波信号。两路相位分别相差通过分析两路方波信号的位置状态以及对两路方波信号上升、下降沿的捕获可以得到转子旋转的位置角度可实现位置信号的反馈。同时利用两路信号上升、下降沿的捕获运用T方法(测出相邻的两个捕获信号之间的间隔时间来计算转速的方法)进行电动机转速的计算可实现速度信号的反馈。电流信号检测电流反馈和电流保护是所有驱动装置不可缺少的环节。电流的检测方法有很多种如电阻采样、霍尔电流采样、直流电流互感器等等电阻采样简单易行价格便宜快速性能好线性度好但有附加损耗在小功率系统应用比较普遍。电阻采样的灵敏度与电阻值成正比电阻越大灵敏度越高但同时带来的附加损耗越大因而采样电阻要均衡灵敏度和附加损耗大小取值。本系统的电流检测就采用电阻采样的方法。速度检测SR电机的运行速度一般是通过位置传感器的信号转换得来不会另外安装专门的传感器当电机角速度为ωr(rads)时其一相转子位置检测信号的频率为:,NNnrrrrf,,(),(N,N)(N,N)srsr其中通过变换可以从转子位置信号的频率求得电机转速。由此可见转子位置检测信号的频率与电动机的转速成正比测出转子位置检测信号的频率即间接测得转速。湖南工业大学本科毕业设计(论文)控制器控制器是SRD系统的主要大脑起决策和指挥作用。它综合位置检测器、电流检测器提供的电动机转子位置、速度和电流等反馈信息及外部输入的命令然后通过分析处理决定控制器策略向SRD系统的功率转换器发出一系列执行命令进而控制SR电动机运行达到控制目的。控制器一般由单片机或者DSP芯片及外围接口电路组成在其中实现电机参数的比较分析以及控制运行算法的实现在SRD系统中要求控制器实现下述性能:()电流斩波控制()角度位置控制()启动、控制、停车及四象限运行()速度调节。综合采用有效的电机控制策略减少转矩脉动降低噪声实现电机优良的调速性能。在其他硬件条件相同的情况下控制器决定着电动自行车的性能相当于系统的神经中枢发出控制命令及处理各种异常情况。它的作用如下:使电动自行车操作灵活舒适提高电机和蓄电池的效率节省能源保护电机及蓄电池降低电动自行车在受到破坏时的损伤程度保障使用者和他人的人身安全。电源功率变换器SR电机负载电流检测控制器给定速度位置检测图系统原理框图如图为系统原理框图控制器根据外部的手柄给定或助力调整信号来确定输出电压PWM的占空比根据位置信号来确定导通的相序继而输出驱动信号给功率变换器的MOSFET调整绕组上的电压完成电机的起动、换相、调速、制动等控制并实现对电机、电池的保护同时给出系统的工作状态如正常工作状态、欠压状态、过流状态等。湖南工业大学本科毕业设计(论文)运行特性分析SR电机可根据电机相电感的上升和下降分为电动运行和制动运行在这里主要分析电机的电动性能在实际的电机运行中电机的转矩随转速变化可用图所示。图SR电机典型运行特性开关磁阻电机一般运行在恒转矩区和恒功率区。在这两个区域内电机的实际运行特性可控。通过控制条件可以实现在实线以下的任意实际运行特性。在第一个临界转速基速以下电机输出恒转矩为限制电磁、电流不超过W,ibmax电机和可控开关器件的容许值应调节外加电压U和开关角,、这三个可,offon控变量此时一般采用电流斩波控制方式(CurrentChoppingControl简称CCC)它是通过固定开关角、,通过斩波控制外加电压的有效值如图,offon(b)所示。湖南工业大学本科毕业设计(论文)(a)角度位置控制(b)电流斩波控制图SR电机APC和CCC方式电流波形在第一、第二临界转速之间电动机输出恒功率在高于的速度范围内Wb运行因旋转电动势较大开关器件导通的时间较短因此电流较小当外加电,压U和开关角、,一定的条件下随着角速度ω的增加ψ或将以下,iwoffon,降而转矩T以下降此时可采用角度位置控制方式(AngularPositionwControl简称APC)通过按比例地增大导通角=,来补偿延缓转矩T的,,offonc下降速度如图(a)。而在串励特性区电机的可控条件都已达极限电机的运行特性不再可控电机呈现自然串励运行特性电机一般不运行在此区域。运行时存在着第一、第二两个临界运行点是开关磁阻电机的一个重要特点采用不同的可控条件匹配可以得到两个临界点的不同配置从而得到各种各样所需的机械特性。、SR电机的基本方程式电路方程由电路基本定律列写包括各相电压平衡方程式为Uk,Rkikd,kdt()Uk式中加于k相绕组的电压Rkk相绕组的电阻ikk相绕组的电流,kk相绕组的磁链。湖南工业大学本科毕业设计(论文)ik,k,一般来说为绕组电流和转子位移角的函数即:,k,,k(ik,,)()电机的磁链可用电感和电流的乘积表示即:,k,Lk(,,ik)ik()运动方程,d,,()dt,dJ,Te,TL,,,,()dt电机驱动系统的转动惯量式中JTe电机的电磁转矩TL负载转矩α风摩系数ω电机转子角速度。机电联系方程电路方程和运动方程是通过电磁转矩联系在一起的机电装置能量守恒微分方程为:dW,dWdWemmec()dtdWedWm式中是扣除电阻损耗后在时间内输入耦合磁场的净电能表dtdtdWmec示时间内耦合磁场吸收的总能量表示时间内转换为机械能的总能量。,Wm在电机中磁场储能和磁链都是线圈电流i和广义坐标x两个变量的函数即:,,,(i,x)Wm,Wm(i,x)()而,,(,),,(,)ixix,,,,,dWeeidtididxidi(),,xi,Wixm(,),Wixm(,)dW,dxdim(),x,i湖南工业大学本科毕业设计(论文)()dWmec,femdx将式()()()代入式()得:,,Wm,,Wm,,(i,)di(i,,fem)dx,(),i,i,x,x因为di和dx是独立的为了满足上式要求di和dx的系数分别为零所以:,,W,mf,i,em(),x,x化简得:',W,i,W,i,Wmm(,)(,)mf,i,,,em(),x,x,x,xT,若广义坐标取作电机切向坐标则就是电机的转矩xfem',W,WT,,,k,,,,(),k,constik,consti式中绕组的磁共能W',,di,,绕组的磁能W,id,,电机的瞬时合成转矩为:mTe,Tk,()k,式中m为电机的相数。同时若广义坐标取作电机径向坐标则就是电机的径向力。xrfrfem理想线性化模型分析影响SRD运行特性的最主要因素是SR电机相电流波形、电流的峰值和峰值出现的位置。而电流波形是随着电动机的运行状态而变化。一般实际上都从简化的线性模型入手进行分析。为了弄清SR电机内部的基本电磁关系和基本特性我们从理想的简化模型入手进行研究。为此我们作如下假设:()不计电动机磁路饱和绕组电感L与绕组电流i无关湖南工业大学本科毕业设计(论文)()极间的磁通边缘效应忽略不计()忽略所有的功率损耗()开关动作瞬时完成()转子的转动角速度是常数。wr在上述假设下的模型就是电动机的理想线性模型这时认为L与相对位置是线性的。图是一个变化周期内绕组电感L对转子位移角的分段线性,曲线。其中为不对称位置或者最小电感位置为临界重叠位置为定子,,,励磁极刚好与转子磁极完全重叠位置(转子磁极宽度大于或等于定子磁极宽度)为定子励磁极与转子磁极临界完全重叠的位置为定子励磁极后极边与转,,子极后极边临界脱离位置。L,图与的分段线性曲线图故绕组电感与转子位置的关系用函数表示如下:,,,,,,,,,Ki,,,,,(),L,,,,,,,,,,,,,Ki,,,,,其中K=()βsβs为定子磁极的极弧。各相绕组相电感与转LLmaxmin子位移角的关系曲线相似只存在π(NrNs)的相差即位置角。如图所示在理想线性模型中忽略功率损耗单相电路方程式()可以简化为:,,,,dddd,U,,,,wk(),,dtddtd湖南工业大学本科毕业设计(论文)式中“”对应于绕组与电源接通期间“,”对应于绕组关断后续流期间。在主开关管VD、VD导通瞬间为初始状态有,,主开关,,,,offon管VD、VD关断瞬间有=。由初始条件及式()和式()可,,off求得一相绕组在一个导通、续流的变化周期内磁链表示为:U,K,,,,,,,,,ononoff,wr,U,K(),,,,,,,,,,,,,,offononoffwr,,,,式中:为开通角为关断角。,,称为导通角。式(),,,,,offoffononc表明在导通期间磁链随转子位移角增加而线性增加在续流期间磁链随转子位移角增加而线性下降最大磁链出现在时刻。磁链正比于绕组端电,,offmax压而反比于转子角速度。Wrt'瞬时转矩可由磁共能(为k相绕组的磁链为kTWiW,,,dikkk,memmkk,相绕组电流)导出:i',,w,L,m,TLiidii,,,,,,(em,),,,,,,由式()、式()得:,,,,,,,,Ki,,,,,,(),L,,,,,,,,,,,,Ki,,,,,,根据机电能量转换原理电磁转矩Te为k相瞬时电磁转矩之和:TemkT,Teem,()要减少SR电机的转矩脉动关键还是控制绕组电流在线形模型中SR电机的转矩特性分析如下:若在电感上升区域,内绕组通电旋转电动势为正,,产生电动转矩电源提供的电能一部分转换为机械输出一部分则以磁能的形式湖南工业大学本科毕业设计(论文)贮存在绕组中若通电绕组在,断电贮存的磁能一部分转换为机械能一,,部分则回馈给电源这时转轴上获得的仍是电动转矩。在最大电感为常数的区域,内旋转电动势为零如果电流继续流动绕组磁能则仅回馈给电源,,转轴上没有电磁转矩最后若电流在电感下降区域,内流动因旋转电,,动势为负产生制动转矩这时回馈给电源的能量既有绕组释放的磁能也有制动转矩产生的机械能即SR电机运行在再生发电状态。显然为得到较大的有效转矩一方面应尽量减少制动转矩即在绕组电感开始随转子位置减小时应尽快使绕组电流衰减到零所以关断角通常设计,off在最大电感达到之前。主开关器件都关断后反极性的电压加至绕组两端电流流向电源所以绕组电流迅速下降以保证在电感下降区域内流动的电流很小另一方面应尽量提高电动转矩即在绕组电感随转子位置上升区域应尽量流过较大的电流。SR电机电磁转矩的调节主要是通过控制主开关器件的导通角度即起始开通角和关断角间接地控制电流来实现的。湖南工业大学本科毕业设计(论文)第三章开关磁阻电机控制策略研究开关磁阻电机的常用控制策略电流斩波控制(CCC,CurrentChopControl)on,、关断角不变,通过主开关的导电流斩波控制即保持电机的开通角,off通与关断,将相电流限制在给定的上、下限之间,并以此来控制电机的转矩。典型的电流斩波方式的电流波形如图所示。图电流斩波控制方式下相电流波形,on,称为电流上升阶段,称为斩波区,其中包含若干斩波段,f,f,off,oioz,,,称为电流下降段。给定上、下限电流值时,由于电感在一个周,fi,off期内是变化的,此电流的斩波频率也在变化。因此,也可采用给定斩波上限并Imax固定斩波关断时间的方法。通过调节斩波限的大小,就可以调节电机的输出ImaxImax转矩。如图为样机输出平均转矩随电流斩波限变化曲线当较小ImaxImax时输出转矩与成抛物线关系当较大时由于磁路饱和的影响使输Imax出转矩与近似成线性关系。在相同条件下,由于斩波控制的相电流更接近于脉冲方波电流因此电机输出的转矩脉动也较小。但是由于主电路长期工作在斩波状态下,开关频率较高,因此,开关损耗较大,需要采取措施加以改善。湖南工业大学本科毕业设计(论文),on图平均转矩与电流斩波限的关系==n=rpm,off、PWM控制UsPWM控制方式即采用PWM控制技术对直流电压源实施斩波,调节相绕组的供电电压,实现对开关磁阻电机的调速控制。因此PWM控制又称为电压斩波,on控制。电压斩波控制方式采用的方法是:固定、在原来主开关相控触,off发信号上加PWM调制通过调节PWM的占空比D从而调节施加在相绕组上的两端电压以达到调速的目的。由上一章对理想线性模型的讨论有:sUDUeT,(),F,(),F,D(),r,r如图为样机输出平均转矩与占空比D的关系当D较小时,电机输出转矩与D的平方成正比当D较大时由于磁路饱和的影响使输出转矩与D近似成线性关系。湖南工业大学本科毕业设计(论文),on图平均转矩与占空比的关系==n=rpm,off电流斩波控制方式,需要进行电流检测、比较在小负载条件下不易控制。而PWM控制与之不同,不需要检测电流通过调节占空比,可以较容易地控制电机在低速、空载下运行。角度位置控制(APC),on角度位置控制就是通过改变主开关的开通角和关断角,从而调节相,off电流的形状以达到调控电机转矩和转速的目的。关断角影响电机的出力,,off过小,相电流过早截止,电机出力小过大,续流电流产生的制动转矩大。,off,off,on,on主要影响相电流的幅值,减小电源供电时间加长,且开通期间电开通角感小电流上升快相电流幅值增大,因此在一定转速时电机输出转矩在一定范,on围内随减小而升高。角度控制方式的优点在于有较大的灵活性可同时对多种参数进行优化效率较高但其不足之处在于其在低速区不能工作必须配合其它方式如电流斩波加调角度复合控制等因此控制起来较为复杂。控制策略的选择开关磁阻电机作为电动车辆的驱动系统与传统的通用调速方面的应用有所不同传统的调速系统一般以转速为目标因此速度闭环控制是必需的。在电动车辆的应用中为了能够适应不同的负载以及不同路况条件电机的输出功率或输出转矩应当成为控制的目标。同时由于电动车辆所需的功率并不需要进行严格的控制所以不需要进行复杂的闭环控制。湖南工业大学本科毕业设计(论文)Us对开关磁阻电机转矩的控制实际上归于对绕组电压、绕组电流i开通角,on和关断角的控制分别对应于电压PWM控制电流斩波控制(CCC)角,off度位置控制(APC)。电流斩波控制的实现可以由软件实现也可以由硬件实现。软件实现需要处理器有快速的AD和处理能力硬件实现需要有DA的支持无论哪一种方案都要付出昂贵的代价。对于小功率的电动自行车驱动系统经济、可靠是其设计的重点因而在电机的整个速度范围内系统采用基于电压PWM的控制方案。电动自行车在运行的过程中负载变化比较大电动自行车的对功率输出和效率的要求不仅仅是额定运行点而是要求电机在运行的过程中有较大的功率区间和高效率区间。在电压PWM控制方式下辅助角度位置控制根据优化的开**关角()即可达到某一转速下的最优控制(转矩最大或效率最优),,onoff从而实现系统的高性能。湖南工业大学本科毕业设计(论文)第四章控制系统的设计控制器硬件系统设计下图为控制器的硬件框图:图控制器硬件框图位置检测部分其相关电路有两部分分别为:位置传感器输入电路、位置信号处理部分及角度细分电路。主要完成位置信号处理定转子相对角度细分的功能。位置传感器是开关磁阻电机的关键部件和特征部件。它的作用是向单片机端口正确提供转子位置信息以确定对应相绕组的通断同时也作为测量电机转速的依据。如图为三相位置传感器信号输入电路均匀码盘随转子旋转时当齿位于光电传感器件之间时光线被遮住光电三级管截止输出高电平经施密特湖南工业大学本科毕业设计(论文)触发反相器SNACT整形后输出低电平位置信号当槽位于光电传感器件之间时光线照射到光电三极管上光电三极管导通输出低电平整形后输出高电平位置信号。每个位置信号为方波信号方波周期为。图位置传感器信号输入电路电流检测及保护本系统的电流检测采用电阻采样的方法采样电阻在每相桥臂的下管近地端将绕组电流信号转换为电压信号。图为A相电流信号处理与保护的原理图电阻采样所得电压信号经RC低通滤波去掉其高频噪声然后由LM同相放大器放大送至单片机的AD口和比较器LM作为电流保护之用途。由于ATmega的AD输入信号范围是,V因而放大电流信号经V的稳压管输入ADC。湖南工业大学本科毕业设计(论文)图电流信号处理与保护本系统的电流保护分为两级:过载保护和过流保护。过载保护时系统依然可所示以正常的工作过流保护为故障状态出现此状况需停机检查。如图过载保护由R、R、LM组成的硬件滞环来实现当电机带大负载起动或者堵转时电流维持在大电流下工作系统可以可靠的运行过载给定值为ref。电流放大信号另一路直接输出到比较器LM与过流给定GL比较输出过I流信号OC至GALV锁存并显示过流状态实现过流保护。硬件滞环的给定值比过流值小但接近过流给定GL这种设置大大提高了系统在运行中可靠性。电压检测单元蓄电池电压的检测是实现对其容量监控的关键也是对电池进行欠压保护的有效途径。本系统通过采样电池的端电压并对信号进行简单滤波后输入单片机的ADC口用软件进行对比当小于某个设定值(V蓄电池的欠压值为V)时立即采取措施关闭电源从而实现对电池电压的检测及对蓄电池的必要保护。由于电压的检测由软件来实现电压电量的分级显示实现起来也很容易。检测电路如图所示。湖南工业大学本科毕业设计(论文)图电池电压检测电路逻辑设计通用阵列逻辑器件GAL是PAL器件的基础上发展起来的新一代增强型器件它直接继承了PAL器件的与或阵列结构利用灵活的逻辑宏单元OLMC结构来增强输出功能同时采用电子标签和宏单元结构字等新技术和ECMOS新工艺使GAL器件具有可编程、可重新编程和可重新配置其结构等功能。用GAL器件设计逻辑系统灵活性大。本系统的逻辑部分就是基于GALV设计的硬件紧凑灵活其主要功能为:位置信号的处理、过流信号的锁存和PWM信号的分配如图所示。图控制系统逻辑框图湖南工业大学本科毕业设计(论文)控制器软件系统设计本控制系统的软件设计主要由两大部分组成:主程序它主要实现程序初始化、起动过程、循环等待和一些实时性要求不高的系统功能。中断服务程序主要完成一些实时性要求较高的功能如转子位置信号捕获、转子位置角的计算、换相逻辑判断等。主程序设计主程序的流程图如图所示它主要实现:程序初始化、闪灯程序、处理外部输入、按位置码换相起动、测速程序、最优开关角查询程序以及PWM调节程序。初始化程序主要完成系统的初始化实现功能有:设置WatchDog定义IO口功能初始化定时器、数模转换模块(ADC)、中断寄存器初始化转子初始位置角和转速、初始化开通角和关断角设定控制参数的初值。此时禁止全部中断并封闭所有相导通信号。处理外部输入程序实现对电池电压信号、手柄信号和助力信号的采样为后续的故障判断(欠压或过压)和PWM调节程序作准备。由于电机在没有起动时速度、转子等信息都无法计算出因此需要一起动过程。电机起动时查询三路转子位置信号的电平值按照位置码换相导通。当电机的速度超过rmin时,电机起动成功以后主程序循环就跳过起动过程代码此时按照位置角换相导通开通角和关断角可随时控制。下面主要介绍测速程序、最优开关角查询程序和PWM调节程序。湖南工业大学本科毕业设计(论文)开始关中断初始化开中断闪灯程序处理外部输入Y锁定全部开是否有故障关信号N是否起动NPWM调节程序按位置码换相起动最优开关角测速程序查询程序图主程序流程图湖南工业大学本科毕业设计(论文)测速程序设计由于转速控制和开关角优化需要转速信息因此转速测量是非常关键的测量的精度直接影响了系统的性能。本系统的电机的转速范围为~rmin属低速范围因此采用T法测速。主程序中每隔ms起动一次测速程序。在转速测量中利用定时器计数器TC的输入捕获中断ICP。开始关中断读Q值计算m并保存开中断计算转速nr平均值滤波进入速度寄存器返回图测速程序流程图湖南工业大学本科毕业设计(论文)T法测速时测量相邻两个步进脉冲之间的间隔时间来计算转速的一种测量方法。ICP捕获中断方式为双边沿跳变触发方式输入信号为三相位置综合信号极SR电机每转将发生一次捕获中断期间T周期中断Q次且T计数寄存器计数值在测速前后的变化值为m则中断周期T是:T,(Q,Tprm)f()其中f为定时器T的时钟频率。中断服务程序设计中断服务程序实现驱动系统的各种实时控制其中包括:AD采样中断外部中断定时器中断位置信号捕获中断。AD采样中断是为了实现每次AD转换的起动对电池电压信号、手柄信号和助力信号的连续采样并自动更新采样序列数据。外部中断用于对刹车信号的处理运行模式的选择。定时器中断(主要是T中断)为系统的运行提供时基完成角度计算并实现按角度换相。位置信号捕获中断用于对三路位置处理后的综合位置信号捕获任一跳沿都触发输入捕获中断。输入捕获单元属于T定时器捕获中断主要实现:(为测速程序提供依据包括两次中断期间T溢出的次数和输入捕获寄存器值ICR的差(校正转子位置角。开始读当前位置码校正位置角保存ICR的值测速开始,开T溢出中断置测速标志保存T溢出次数并清零返回图位置信号捕获中断流程图湖南工业大学本科毕业设计(论文)第五章实验结果静态转矩实验本系统采用的开关磁阻电机为三相极外转子电机其主要的参数如表所示。静态转矩是SRM的一个重要参数它反应了电机的在不同情况下的出力情况。根据SRM转矩正负半周的对称性实际测量时只需要测量半个极矩范围内的数据另外半周的转矩值可由对称性得到。对于极SR电机极矩为以定转子齿中心对齐位置为参考角度测量角度范围为,。表外转子电动机的几何参数参数名参数值参数名参数值额定功率W定子极弧额定电压V转子极弧额定转速rmin绕组电阻Ω定子极数转子极数最小电感H最大电感H测量时给一相绕组通以恒定电流测量不同位置的转矩得到该电流下的静态转矩曲线然后在另一恒定电流下按同样的方法测量最后得到电机在不同电流下的静态转矩曲线族即为电机的矩角特性图。图(a)、(b)分别为试验实测和有限元估算的矩角特性从图可知实测值与有限元计算值的变化趋势基本一致矩角特性比较吻合。湖南工业大学本科毕业设计(论文)(a)(b)图极开关磁阻电机矩角特性运行实验PWM方式下运行电压PWM方式下运行时在导通期间加在绕组上的平均电压实际为DUs改变占空比即可改变绕组上的电压以达到调压调速的目的。图、图为此模式桥臂上下管的驱动信号波形桥臂上管运行在斩波模式下斩波频率为f=kHz桥臂下管为按换相导通的驱动信号。图表示绕组电流波形两相的电流波形基本一致反应出电机相与相之间的一致性。波形的拐点是因为旋转电动势的增大造成的电流波形从某个值到零的突变是因为采样电阻未检测到续流阶段绕组的电流如图所示突变时另一相绕组正好开始建立电流。图表示绕组电压波形导通期间相绕组电压由PWM调制所得关断期间绕组电流经二级管续流绕组上电压为,Us(,V)随后的毛刺电压比较大产生的原因:()地端干扰信号经绕组正端与地之间的大电阻耦合到绕组上()相与相之间的互感。图、图表示桥臂上下管漏源电压波形上管受PWM调制调制期间管压降从Us(V)之间变化续流阶段管压降为Us(V)之后电压信号是因为绕组正端(MOSFET的源极)与地之间有一大电阻造成的。下管在导通期间管压降为零续流阶段管压降为Us(V)湖南工业大学本科毕业设计(论文)图桥臂上管驱动信号波形图桥臂下管驱动信号波形图绕组电流波形图绕组电压波形图桥臂上管漏源电压波形图桥臂下管漏源电压波形湖南工业大学本科毕业设计(论文)调速运行图为定角度调压调速下电流和位置信号波形位置信号每半波代表机械角度如图所示(a)D=和(b)D=相绕组开通和关断时都为位置信号的上升沿θon=θoff=导通角θc为。从D=到D=位置信号的周期从ms变化至ms电机的转速从rmin变化至rmin电流的波形和峰值基本不变(负载转矩不变)。调速过程如下:调节绕组电压的瞬间(从D=到D=)电机的转速保持不变电流增大电机的输出转矩增大电机加速运行。随着转速的上升电流下降电机的输出转矩减小至负载转矩电机稳定于另一转速。这说明在负载转矩不变的情况下调节绕组两端电压即可调节输出功率从而达到调速的目的。(a)D=(b)D=图定角度调压调速下电流和位置信号波形图为复合控制时电流和位置信号波形此模式下占空比D的调节同上θon、θoff为该工况下的最优开通角和关断角。如图所示(a)D=相绕组开通的时刻较位置信号的上升沿滞后Δtθon向后移(θon>)导通角θc>绕组电流较定角度方式下上升的缓慢电流的峰值有所下降而电机的转速基本保持不变(b)D=相绕组开通的时刻较位置信号的上升沿提前Δt开通角θon向前移(θon<)导通角θc约为绕组电流的峰值较定角度方式有较大的增加位置信号的周期变为ms转速从rmin增加至rmin输出功率增大。这说明在负载不变的情况下复合控制可有效的改变电流波形从而实现某运行工况下的转矩和效率优化保证系统有宽广的高效率区间和功率区间。湖南工业大学本科毕业设计(论文)(a)D=(b)D=图复合控制时电流和位置信号波形

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