８ ６ ４
ｒ．０
翌蜒删 ８ ６
４
ｔ／（０ ｕｓ，格）ｔ／（Ｏ ｕｓ／格Ｊ
２
（ａ）口：Ｉ ８０。Ｈ『．”ＩＩ．吨波形
（ｂ）口；１８０。时，ｉｏ．ｉＡ波形
口／（。）
（ａ）桥竹阻抗角妒仿真图形
０
童／（”Ｊ
（ｂ）再电流比仿真嘲形
图４ Ｑ－－４５时时域仿真波形
图４ａ示出桥臂阻抗角曲线，４ｂ示出电流增益
７＿ ‰ ｌ
由于谊的作用，厶逐渐比矗大，仇也逐渐比ａ大。
提出一种新型ＬＬＣ超高频感应加热电源谐振
所以谊使得超前桥臂轻松实现ＺＶＳ，却对滞后桥臂 变换器。该变换器中串联的两个谐振电感抑制了环
实现软开关有阻碍作用。
’’
流．它无需在逆变器之间附加多余元件．即可保系统
根据式（６），（９），（１０）构造了谐振变换器，参数
图５ｅ．ｄ是ａ＝１４４０时的试验波形。可见，此时滞 后桥臂较难实现ＺＶＳ．滞后桥臂的电流明显变小，而 且负载电流也明显减小．电源效率下降明显。
参考文献
【１】Ｍｏｉｓｓｓｅｅｖ Ｓ，Ｍｕｒａｏｋａ Ｈ，Ｎａｋａｍｕｒａ Ｍ，ｅｔ ａＬＺｅｒｏ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｓｏｆｔ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ＰＷＭ Ｈｉ曲－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｕｓｉｎｇ ＩＧＢＴｓ ｆｏｒ Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｈｅａｔｅｄ Ｆｉｘｅｄ Ｒｏｌｌｅｒ［Ｊ］．ＩＥＥ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，２００３，１５０（２）：２３７－２４４．
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曲线。图中实线和虚线是理论分析值，两种星形线是 仿真值。仿真波形验证了基波分析的正确性。从图中
ｔ／（ｏ．ｉ ｕｓｌ格）ｔ／｛Ｏ．Ｉ ｐｓ，格）
（ｃ）口；１１４。时．％，ｉａ波形
“）口＝１１４。时．／ａ，ｆＡ波形
图５ ａ＝１８００及ａ＝１４４。的实验波形
可以明显看出，当ａ＝Ｏ时两桥臂平衡，当ａ增大时， ５结论
【２】沈锦飞，惠晶，吴雷．２ ＭＨｚ ＩＩ ｋＷ超高频感应加热电 源【Ｊ】．电力电子技术，２００２，３６（６）：１３—１５．
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采用上述控制原理设计制作了ＳＲＭ的调速控制 器，不同转速下，ｎ与电流ｉ响应试验波形如图５所示。
比，从而实现电流斩波控制。绕组￡。和￡。工作与￡。
相同。当续流时，（以厶为例说明）电流通过ＶＤｔ＇和
ＶＤ：回路向电容Ｃ充电，实现续流。同理，ＶＤ，７和
ＶＤ。，ＶＤ／和ＶＤ。为Ｌ。和ｋ绕组的续流回路。设计
采用的方法是ＶＴ２和ＶＴ４７，ＶＴ４和ＶＴ６’，ＶＴ６和ｖＴ２７
强喜ｉ２旦掣
（４）
锵节伞
定—搠
电感￡
转ｒ位簧０
图ｌ ＳＲＭ电感与角位置关系
．
２．２ 系统结构
该系统由ＳＲＭ、位置检测、电流检测、功率变换
器和驱动系统以及以ＤＳＰ为核心的控制单元组成。
系统结构如图２所示，其中虚线部分主要由
ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７来完成。由图２可见，系统中的大部
分功能均由软件实现，包括转速调节、电流调节、电
器，该控制器采用位置和电流双闭环控制策略。分析电机不同转速情况下的运转特性之后，给出了不同的控制策略，
并详细描述了ＳＲＭ控制系统的核心控制策略，根据给定转速和实际负载对系统进行了对比试验．试验结果表明，实 现了全数字控制ＳＲＭ调速系统的。
关键词：电动机；控制器／开关磁阻电机；全数字；数字信号处理
中图分类号：ＴＭ３４
算电机的转速。光电编码盘的输出信号经过处理直 接与ＤＳＰ的捕获单元ＣＡＰ连接实现。电流检测采用 霍尔电流传感器实现，检测电流经滤波处理与ＤＳＰ 的１０位Ａ／Ｄ转换单元连接，实现电流的及时检测。
（２）电机低速运行时，绕组中旋转电动势小，电 流增长快。在制动运行时，旋转电动势的方向与绕组 端电压方向相同．电流比低速运行时增长更快。在这 两种工况下．采用电流斩波控制方式能够限制电流 峰值，使其不超过允许值，同时电流斩波使电流波形
ｍａｎｅｅ ｉｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｏｔｏｒ；ｃｏｎｔｍＵｅｒ／ｓｗｉｔｃｈ ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ ｍｏｔｏｒ；ｆｕｌｌ－ｄｉｇｉｔａｌ；ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
１前 言
目前，开关磁阻电机（ＳＲＭ）调速系统的应用越 来越广泛。它具有结构简单，坚固耐用，调速性能好。
机转向控制等和最后直接输出逻辑电平型脉宽调制
信号的驱动功率模块。
定稿日期：２００８．０１９一１６ 作者简介：袁驰（１９６１一），女．辽宁辽中人。教授，研究方向
为电机拖动技术、变流技术、机电一体化技术等。
万方数据
图２系统结构图
第４３卷第２期 ２００９年２月
电力电子技术 Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
的控制性能在转速为ｌ ２００ｒ·ｍｉｎｑ时具有高性能的控
制特性，图５ｂ，ｃ反映了控制系统在突然加载和卸载
时系统的响应过程。可见所介绍的控制策略可以实现
ＳＲＭ的高性能控制．随着功能强大的微处理器和价格
低廉的ＤＳＰ的出现，将从成本和控制复（下转第５７页）
‘萋茎匪＝｜｜｛｜匪 超高频感应加热电源的新型谐振变换器研究
Ｖ０１．４３ Ｎｏ．２ Ｆｅｂｒｕａｒｙ，２００９
３控制系统设计 图３示出基于ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７的ＳＲＭ控制电
路组成。由于智能功率模块中集成了功率保护电路 和ＩＧＢＴ触发电路，故简化了系统结构。由霍尔元件 检测到的电流经过隔离放大后被ＤＳＰ的Ａ／Ｄ转换模 块采样，采样电流作为电流环的反馈；位置信号为 ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７的捕获单元所获取：本系统还可以通 过ＣＡＮ控制器模块与网络上的其它设备进行通讯。
文献标识码：Ａ
文章编号：１０００—１００Ｘ（２００９）０２－００２７－０２
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ＳＲＭ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＤＳＰ
ＹＵＡＮ Ｃｈｉ．ＦＡＮ Ｙａｎ
（Ｗｅｉｆａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ．Ｗｅｉｆａｎｇ ２６１０６１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｆｕｌｌ－ｄｉｇｉｔａｌ ｓｗｉｔｃｈ ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ ｍｏｔｏｒ（ＳＲＭ）ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ。ｗｈｉｃｈ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｌｉｎｅａｒ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ＳＲＭ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｏｒｑｕｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７ ＤＳＰ ａｎｄ［ＰＭ ａｒｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｓｉｇｎ．Ｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｏｕｂｌｅ－ ｃｌｏｓｅｄ ｆｅｅｄ ｂａｃｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｉｓ ａｌｓｏ ｕｓｅｄ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｇｅｔ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ａｒｅ ｕｓｅｄ ａｃ— ｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｇｉｖｅｎ－ｓｐｅｅｄ ａｎｄ ａｃｔｕａｌ－ｔｏｒｑｕｅ ｖｅｒｉｆｉｅｓ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒ－
呈较宽的平顶状．产生的转矩也比较平稳，合成转矩 脉动明显比其它控制方式小。在高速运行时采用变 角度电压斩波控制．通过ＰＷＭ方式调节绕组电压 平均值．间接调节和限制过大的绕组电流，适用于高 速运行。在这种方式下，电机抗负载扰动的动态响应 快．更适合用作转速调节系统。控制绕组通电时的 开通角度为氏，关断角度为％，当转子位置到达钆 时。相应绕组通电，在鼠。和％之间，对绕组施加正 向电压，建立和维持电流，在％之后，对绕组施加反 向电压，使电流快速直下降至零。开通角度、关断角 度选取得好．就可以很大程度上减小系统的损耗，提 高能鼍利用率。 ４控制系统试验结果
的环流很小．故可采用桥的并联方式扩展电源容量。
如表ｌ所示：
表Ｉ谐振变换器参数
所采用的移相控制方式。通过改变两臂对角线上下 管驱动电压移相角的大小来调节输出电压．’并在控
ＰＪ硪Ｐ。冈 Ｕ。ＩＶ ＲＩ以ＬＩｐ．Ｈ ｆ，．／ＭＨｚ
制端对同一桥臂的两个反相驱动电压设置不同的死 区时间，有效减少了开关损耗与干扰。同时运用基波
２．１ 系统工作原理 图１示出ＳＲＭ的电感在运行中随着角位置变
化而变化示意图。其工作原理遵循磁阻最小原理，即 磁通总是要沿磁阻最小路径闭合．磁场扭曲而产生
磁阻性质的电磁转矩。根据能量守恒和电磁感应定
律．施加在各定子绕组端的电压等于电阻压降和因
磁链变化而产生的感应电势作用之和．则通过ＳＲＭ
每～相的瞬时端电压与相绕阻的磁链有以下关系：
１０．８
Ｉ．０６
１５．０ ４ｘ４７０
根据设计方案参数选用ＩＲＦ７４０功率ＭＯＳＦＥＴ （４００ Ｖ／１０ Ａ）作为谐振变换器开关管。谐振电感选 用空心电感器以减少磁心损耗。根据以上实验参数， 得到了如图５的实验波形。
图５ａ．ｂ示出移相角ｏｔ＝１８００时的试验波形。Ⅱ。 和ｉ。之间有５００相位差，使谐振变换器可以轻松实 现ＺＶＳ。开关频率为１．６ ＭＨｚ，输出功率为ｌ ｋＷ。负 载电流远大于桥臂电流．电流增益超过１０。
第４３卷第２期 ２００９年２月
电力电子技术
Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
基于ＤＳＰ的开关磁阻电机控制系统设计
袁驰，范 岩 （潍坊学院，山东潍坊２６１０６１）
Ｖ０１．４３ Ｎｏ．２ Ｆｅｂｒｕａｒｙ．２００９