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1. 研究目的与意义（文献综述）
1.1 研究背景
开关磁阻电机（switched reluctance motor，简称srm）是一种具有双凸极结构的磁阻电机，和一般的电机相比，开关磁阻电机具有结构简单、调速范围宽，调速性能优异和系统可靠性高等多方面的优点。
而开关磁阻电机以其独特的结构，和交流调速的技术要求完美相符，具有着十分广阔的市场应用前景。例如在龙门刨床当中，开关磁阻电机相比普通电机就有很多优点：
2. 研究的基本内容与方案
2.1 设计的基本内容和目标
本文针对一台功率为7.5KW、额定电压为380VAC、三相12/8极开关磁阻电机，设计了整个控制系统的各组成部分：电源模块、功率拓扑、控制单元、位置检测等组成模块，选择了合适的电源模块和功率变换方式，完成为电机提供功率可调制的电源设计，对元器件进行参数优化以降低功率器件的开关损耗，降低功率电路的能量损粍，提高能量变送效率；根据开关磁阻电动机的控制变量选择了合适的控制策略，使电机在运行过程根据负载的扰动有很好的速度和转矩输出，并对硬件电路和控制系统用Matlab等仿真软件进行仿真。
2.2 技术方案及措施
开关磁阻电机的调速系统（简称SRD）主要由SR电机、功率变换器、电流检测、位置（速度）检测等部分组成，其结构图如图1所示。
图1.控制系统模块框图
主要分为硬件部分和软件部分：软件部分以DSP（TMS320F28335)为控制核心，采用电流内环、转速外环的双闭环模糊控制，综合位置信号、输入信号、给定信号和保护信号给出开关磁阻电机的需要导通相以及对应相的PWM驱动信号；硬件部分以三相12/8极开关磁阻电机为控制对象，功率变换器选用不对称半桥型，选择IGBT为主开关器件，2SC0108T作为驱动芯片。电流检测采用霍尔电流传感器，位置和速度检测选择光电开式位置传感器，并设计相应的保护电路。
2.2.1电源模块
主电路采用三相交流电源（380V，50HZ）进行供电。通过三相不控整流电路进行整流，整流电路原理图如图2所示
控制和检测模块部分分为V的电源和V的电源。其中V的电源由LH20-10A15提供，V的电源由VRA2405提供。
2.2.2 功率变换模块
电机运行所需要的能量需要由直流电或者是交流电整流后经由功率变换器提供，功率变换器是SR电机中最重要的部分。本文中，该部分选用不对称半桥型。其原理图的拓扑图如图3所示
图3.三相不对称半桥结构
当两只开关管关断一只时，相绕组通过一只二极管以及另一只开关管续流，此时相绕组两段的电压为0，当两只开关管都关断的时候，相绕组通过两个二极管释放能量，相绕组两段电压为，有利于绕组的快速退磁。这种结构简单，各相的控制完全相互独立，降低了控制的难度。
2.2.3控制单元与控制策略
开关磁阻电机的传统控制策略包括：电流斩波控制策略、电压PWM控制策略，开关角控制策略和直接转矩控制策略。
本文采用的控制策略为直接转矩控制(Direct Torque Control，简称DTC)策略。该方法是一个双闭环的控制系统，其系统框图如图3所示。DTC策略可以有效的减小转矩的脉动，并且不需要改变电机的结构，绕组形式和功率变换器，具有较大的应用价值。
本文将采用MATLAB中的SIMULINK模块对该方案进行仿真，将输出波形与电压PWM控制进行对比，分析实验波形。
开关磁阻电机控制系统是整个开关磁阻电机调速系统的核心，数据的采集和处理、控制算法的选择，都在控制系统里实现。开关磁阻电机的控制系统采用双闭环控制结构，如图4所示。其中电流环为内环，速度环为外环。速度环为给定和实际速度的偏差得到的期望电流作为内环的输入信号。电流环是根据期望电流与实际电流来决定输出控制信号，使实际电流跟踪参考电流。
2.2.4位置检测单元
SRM运行当中的换相过程和位置信息由密切的联系，因此准确的位置信息是确保电机能够稳定运行的基本条件，而且，位置检测还能同时测出精确的速度反馈，从而省出速度传感器，减少对电机的干扰。
本文采用的是三相12/8电机。将3个光电开关依次相隔15°安装在遮光盘圆周上。电机转动时，遮光盘依次遮挡三个光电开关。电机转动时，其输出波形如图5所示
该结构使每每隔7.5°的机械角产生一个上升沿或者下降沿，每45°形成一个周期，每转动一圈一共有8个周期。
3. 研究计划与安排
第1周 撰写并完成开题报告，无错字、别字，格式规范；
4. 参考文献（12篇以上）
1.周永勤, 徐爽, 吴桐, 万亚洲. 12/8极开关磁阻电机直接转矩控制系统建模与仿真[j]. 哈尔滨理工大学学报, 2017年8月第22卷第4期
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