本文關鍵詞：開關磁阻電機控制器電流采樣及保護設計

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【摘要】：開關磁阻電機具有結(jié)構(gòu)簡單,調(diào)速范圍廣,動態(tài)響應好,效率高,成本低等優(yōu)點,廣泛應用于電動車領域。相電流檢測是開關磁阻電機調(diào)速控制系統(tǒng)的關鍵,對提升開關磁阻電機的調(diào)速性能及其安全保護至關重要。分析影響電流采樣的相關機理,提高相電流采樣的實時性和準確性,對促進開關磁阻電機推廣使用具有重要應用價值。論文首先分析了開關磁阻電機系統(tǒng)工作原理、電流采樣與保護的原理。由不對稱半橋變換器和采樣元件說明了采樣信號的干擾源以及干擾的傳播途徑,分析了過流和限流的保護原理。然后,著重研究了不對稱半橋變換器中MOS管主回路的振蕩對采樣電流信號的影響。對不對稱半橋變換器進行建模,指出采樣電流的干擾主要來自走線寄生電感,并用Saber仿真進行驗證。采用Q3D軟件提取原控制器采樣環(huán)節(jié)走線的寄生參數(shù),對原控制器進行電流采樣的干擾仿真,驗證了所建模型的正確性。接著,完成了開關磁阻電機控制器電流采樣及保護的軟硬件設計,其中硬件上實現(xiàn)了對采樣電路、濾波放大電路和PCB版圖的布局設計等；軟件上開發(fā)了電流采樣控制子程序、數(shù)字濾波子程序、過流保護子程序和限流保護子程序等。論文所設計的開關磁阻電機控制器在測試平臺上進行了實驗測試。測試表明功率MOS管在開通和關斷后采樣電流受擾的最大幅值分別為97mV和91mV,電流采樣誤差分別為2.25%和4.95%；在相電流不同區(qū)間段,電流采樣誤差最大值不超過4.03%；在相電流瞬時值達到550A時可實現(xiàn)過流保護功能,均達到設計指標。
【關鍵詞】：開關磁阻電機控制器 電流采樣 干擾 數(shù)字濾波 電流保護
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM352
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 背景及意義8
• 1.2 開關磁阻電機電流采樣及保護的發(fā)展現(xiàn)狀8-11
• 1.3 論文主要工作11
• 1.3.1 研究內(nèi)容11
• 1.3.2 設計指標11
• 1.4 論文組織11-14
• 第二章 開關磁阻電機系統(tǒng)工作原理、電流采樣與保護技術14-28
• 2.1 開關磁阻電機工作原理14-17
• 2.1.1 基本結(jié)構(gòu)14-15
• 2.1.2 控制策略15-17
• 2.2 基于不對稱半橋變換器的電流采樣技術17-21
• 2.2.1 電流采樣元件的電路連接方式18
• 2.2.2 電流采樣元件18-21
• 2.3 電機控制器中電流采樣信號的干擾原理21-24
• 2.3.1 干擾電流采樣信號的來源與分類21-23
• 2.3.2 干擾的傳播途徑23-24
• 2.4 電流保護的基本原理24-26
• 2.5 本章小結(jié)26-28
• 第三章 開關磁阻電機控制器中電流信號干擾的機理分析28-46
• 3.1 原控制器設計中電流信號的干擾現(xiàn)狀28-29
• 3.2 不對稱半橋變換器電流信號干擾的建模29-35
• 3.2.1 功率MOS管的開關振蕩29-30
• 3.2.2 不對稱半橋變換器中采樣電流的數(shù)學模型30-35
• 3.3 不對稱半橋變換器的仿真與分析35-43
• 3.3.1 Saber仿真軟件的特點及系統(tǒng)構(gòu)成35-36
• 3.3.2 電流采樣信號干擾的仿真與分析36-43
• 3.4 原控制器的干擾仿真43-44
• 3.5 本章小結(jié)44-46
• 第四章 開關磁阻電機控制器電流采樣及保護的軟硬件設計46-74
• 4.1 硬件設計46-58
• 4.1.1 中央處理單元47-48
• 4.1.2 功率變換器單元48-50
• 4.1.3 電流采樣及信號處理單元50-51
• 4.1.4 位置信號檢測單元51-52
• 4.1.5 人機交互單元52-55
• 4.1.6 PCB版圖布局55-58
• 4.2 軟件設計58-73
• 4.2.1 軟件系統(tǒng)總體框架58-59
• 4.2.2 主程序和中斷程序59-64
• 4.2.3 電流采樣控制子程序和數(shù)字濾波子程序64-71
• 4.2.4 過流保護和限流保護子程序71-73
• 4.3 本章小結(jié)73-74
• 第五章 開關磁阻電機控制器電流采樣及保護的測試74-80
• 5.1 測試平臺的搭建74-75
• 5.2 測試方案及結(jié)果分析75-79
• 5.3 本章小結(jié)79-80
• 第六章 總結(jié)與展望80-82
• 6.1 總結(jié)80
• 6.2 展望80-82
• 致謝82-84
• 參考文獻84-87

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