基于C868的低成本開關(guān)磁阻電機(jī)控制系統(tǒng)

引言
開關(guān)磁阻電機(jī)（SRM）具有諸多明顯優(yōu)勢(shì)，例如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、高效率、高可靠性和低成本等等，正不斷引起各行各業(yè)的關(guān)注。圖1(a)所示為一個(gè)典型的6/4三相開關(guān)磁阻電機(jī)。電機(jī)為雙凸極結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子既無繞組也無永磁體；定子各極上繞有集中繞組，徑向相對(duì)極的繞組串聯(lián)，構(gòu)成一相。開關(guān)磁阻電機(jī)的運(yùn)行基于“磁阻最小”原理—磁通總是要沿磁阻最小的路徑閉合，因磁場(chǎng)扭曲而產(chǎn)生磁阻性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩。在電機(jī)運(yùn)行時(shí), 每相繞組只有在該相電感處于增加階段時(shí)通電,而在電感處于減少時(shí)必須斷電。圖2(b)所示為該電機(jī)相應(yīng)的主電路。兩個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)器件必須同時(shí)導(dǎo)通, 兩個(gè)二極管在兩個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)器件關(guān)斷時(shí)同時(shí)導(dǎo)通。決定電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向的是各相繞組的通斷點(diǎn)順序(換流表)而不是電流方向。顯然，電機(jī)的換流時(shí)刻與轉(zhuǎn)子具體位置直接相關(guān)。
(a)
(b)

圖1 SRM電機(jī)框圖和主電路
必須特別指明的是正轉(zhuǎn)矩(電動(dòng)轉(zhuǎn)矩)只有當(dāng)電機(jī)電感增加階段才能得到,而在電感處于減少時(shí)只能得到負(fù)轉(zhuǎn)矩(制動(dòng)轉(zhuǎn)矩) 。因此相電流的大小以及開始和截止的確切時(shí)刻是決定開關(guān)磁阻電機(jī)最終運(yùn)行性能的關(guān)鍵因素。
無論系統(tǒng)采用何種控制策略, 在開關(guān)磁阻電機(jī)控制中需要用到下列兩種PWM調(diào)制方法。