8098實(shí)現(xiàn)的開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)研究宋宏，白晶，孫和平（北華大學(xué)電氣工程學(xué)院，吉林吉林132021）件，形成軟、硬件相結(jié)合的微機(jī)控制系統(tǒng)對開關(guān)磁阻電機(jī)進(jìn)行控制，簡化了硬件電路及控制電路調(diào)節(jié)電流的大小可調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

通過轉(zhuǎn)速設(shè)定值與實(shí)際轉(zhuǎn)速之差調(diào)制us加在導(dǎo)通相繞組上的有效時(shí)間寬度來改變外施電壓有效值，進(jìn)而改變轉(zhuǎn)速。

實(shí)際上，在負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變的條件下，叫將隨us的變化而變化，而相電流波形除頻率變化外，其大小、形狀并不變化。因此，sr電機(jī)在調(diào)速時(shí)的運(yùn)行特性像直流電動(dòng)機(jī)一樣，自然地給出了恒轉(zhuǎn)矩輸出特性。

1.2在基速以上調(diào)速在us不變的條件下，調(diào)節(jié)導(dǎo)通角a即改變f從而調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。在us，一定的條件下，隨著轉(zhuǎn)速的增加，磁通鏈x或電流i將以⑴廠1下降，電磁轉(zhuǎn)矩八則“自然”地以廠2下降，但這種自然降落可通過按比例增大導(dǎo)通角9c=eff-en來補(bǔ)償。若做到使磁通以廠1/2下降，則轉(zhuǎn)矩將受“控制”地隨⑴廠1下降，即可在一個(gè)較寬的速度范圍內(nèi)得到恒功率輸出特性。此控制方式控制的是導(dǎo)通角9c，故為角度位置控制，簡稱apc.如b所示。

2srd系統(tǒng)的組成sr電動(dòng)機(jī)是srd中實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的部件，也是srd有別于其它電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的主要標(biāo)志。

功率變換器向sr電動(dòng)機(jī)提供運(yùn)轉(zhuǎn)所需的能量，由蓄電池或交流電整流后的直流電供電。由于sr電動(dòng)機(jī)繞組電流是單向的，使得其功率變換器主電路不僅簡單而且具有普通交流及無刷直流調(diào)速系統(tǒng)所沒有的優(yōu)點(diǎn)，即相繞組與主開關(guān)器件是串聯(lián)的，因而可預(yù)防短路故障。sr電動(dòng)機(jī)的功率變換器主電路的結(jié)構(gòu)形式與供電電壓、電動(dòng)機(jī)相數(shù)及主開關(guān)器件的種類等有關(guān)。本系統(tǒng)選用達(dá)林頓管為主開關(guān)管。

控制器是系統(tǒng)的中樞，它綜合處理速度指令、速度反饋信號及電流傳感器、位置傳感器的反饋信息，控制功率變換器中主開關(guān)器件的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對sr電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的控制。

傳感器包括電流傳感器、位置傳感器和速度傳感器。sr電機(jī)在基速以下常采用電流斬波控制，利用電流傳感器檢測繞組中的實(shí)際電流，與電流斬波幅值比較，提供電流斬波控制信號，通過改變相繞組電流的平均值控制電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。本系統(tǒng)選用霍爾電流傳感器，其特點(diǎn)是靈敏度高，并具有電隔離和抗干擾等優(yōu)點(diǎn)，位置傳感器是檢測轉(zhuǎn)子的位置，作為繞組激磁的依據(jù)。它由轉(zhuǎn)盤和敏感器件構(gòu)成，2個(gè)敏感器件固71994-2015chinaacademicournal定在定子上且相隔1°2個(gè)的敏感器件的輸出經(jīng)取反后可得2組不同的信號xy，xy作為sr電機(jī)的四相位置信號，這4個(gè)信號通過適當(dāng)?shù)倪壿嬜儞Q產(chǎn)生ae，bcccdc 4個(gè)信號，在斬波電流控制時(shí)作為相繞組的激磁控制邏輯信號。速度傳感器是檢測sr電機(jī)的轉(zhuǎn)速，位置傳感器輸出的x，y信號是周期性的脈沖方波，用來作為速度檢測。

3控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制策略：基速叫，（1 500r/min）以下，電流斬波控制（ccc），輸出恒轉(zhuǎn)矩特性；基速叫，以上，角度位置控制（apc），輸出恒功率特性。本系統(tǒng)以mcs-96系統(tǒng)的準(zhǔn)16位單片機(jī)8098為核心，并配以適當(dāng)?shù)慕涌谛酒跋鄳?yīng)的軟件構(gòu)成微機(jī)控制器，控制sr電機(jī)。

8098定時(shí)采樣由轉(zhuǎn)子位置傳感器獲得的反饋速度，與鍵盤的設(shè)定轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，誤差經(jīng)數(shù)字pi調(diào)節(jié)，在基速以下，采用ccc方法，此時(shí)數(shù)字pi的輸出為電流的設(shè)定值（可得出上下限幅值）經(jīng)d/a（pwm端）轉(zhuǎn)換后，與電流傳感器檢測出的實(shí)際電流進(jìn)行比較，其輸出為相電流通斷信號，再與相繞組激磁邏輯控制信號（ac~dc）邏輯與后，即得ccc方式的斬波控制信號；在基速以上，采用apc方式，此時(shí)數(shù)字pi的輸出為導(dǎo)通角a的大小，則en=ef-9c（eff已知）。由于不同速度下，一定角度所對應(yīng)的時(shí)間不同，故可將后的15°方波信號60倍頻之后所得的0.25°方波信號作為角度時(shí)鐘脈沖，當(dāng)相繞組激磁邏輯控制信號（ac~dc）有效時(shí)，啟動(dòng)0n定時(shí)（以0.15°為時(shí)鐘），0n定時(shí)時(shí)間到時(shí)啟動(dòng)0c定時(shí)，同時(shí)使8098hso的相應(yīng)端子為1，當(dāng)a定時(shí)時(shí)間到時(shí)，使8098hso的相應(yīng)端子清0，以此控制相應(yīng)相電流導(dǎo)通角度a本系統(tǒng)的實(shí)際轉(zhuǎn)速可將位置傳感器輸出的x信號連至8098的hsi.0及hsi.，并利用其內(nèi)部軟件定時(shí)器st0完成整數(shù)脈沖所對應(yīng)時(shí)間的求取，即實(shí)現(xiàn)高精度的m/t測速。

4軟件編制5實(shí)驗(yàn)結(jié)果1kwsr電機(jī)組成的調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)波形，顯示了在起動(dòng)過程中，轉(zhuǎn)速變化規(guī)律接近最佳起動(dòng)過程，獲得了良好的起動(dòng)特性。

6結(jié)論由8098組成的開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)，能夠充分利用8098的片內(nèi)資源，系統(tǒng)的性能價(jià)格比高。

開關(guān)磁阻電機(jī)具有較好的動(dòng)、靜態(tài)特性，尤其是較低速范疇的動(dòng)態(tài)性能好，效率高。

開關(guān)磁阻電機(jī)的控制方案是對非線性系統(tǒng)的線性化，故影響到系統(tǒng)的控制性能，導(dǎo)致運(yùn)行噪聲及轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。