开关磁阻电机(SRM)具有诸多明显优势,例如结构简单、高起动转矩、高效率、高可靠性和低成本等等,正不断引起各行各业的关注。所示为一个典型的6/4三相开关磁阻电机。电机为双凸极结构,转子既无绕组也无永磁体;定子各极上绕有集中绕组,径向相对极的绕组串联,构成一相。开关磁阻电机的运行基于“磁阻”原理—磁通总是要沿磁阻的路径闭合,因磁场扭曲而产生磁阻性质的电磁转矩。在电机运行时, 每相绕组只有在该相电感处于增加阶段时通电,而在电感处于减少时必须断电。所示为该电机相应的主电路。两个半导体开关器件必须同时导通, 两个二极管在两个半导体开关器件关断时同时导通。决定电机转子旋转方向的是各相绕组的通断点顺序(换流表)而不是电流方向。显然,电机的换流时刻与转子具体位置直接相关。
·单脉冲触发模式 - 高速区域
随着电机的转速不断增加, 换流间隔的不断减小以及反电势的影响日益明显, 相电流的调节越来越困难。终当电机转速达到一定值后, 已无法通过控制相电流的幅值及其变化来调节转速, 而只能通过控制相电流导通和截止的时刻来达到控制电机转速的目的, 此时电机处于单脉冲触发运行模式。在这种模式下, 通过不断调整各相电流的导通和截止时刻, 就能保证在正转矩产生区域及时加上电流, 而在负转矩区域来临之前及时关断电流, 从而保证电机的正常运行。
CAPCOM6E是一种功能强大、灵活的比较捕捉单元,可驱动多种类型的电机(交流异步电机IM、直流无刷电机BLDC和开关磁阻电机SRM等),是基于此类PWM单元十多年的研发的成果。
* CAPCOM6E的另一个重要功能是紧急中断输入CTRAP——该功能确保当电平低时CAPCOM6E中T12的六个输出处于用户预先定义的状态。
CC60-CC62和COUT60-COUT62是用于驱动电机的六个基本输出信号。对于开关磁阻电机控制,转子位置反馈信号由CCPOS0-CCPOS2输入。T13生成的高频PWM信号将以高达50ns的分辨率,加至T12的CC60-CC62和COUT60-COUT62输出中的任何一个的有效电平。CTRAP是紧急中断输入。如果该输入为低,CC60-CC62和COUT60-COUT62将立即变为预定义的电平,以实现过流/过压保护。用户仅需设置各种寄存器的值,例如周期寄存器、比较寄存器、偏移寄存器等等,即可轻松快捷地控制CAPCOM6E。
一个基于C868的开关磁阻电机 系统框。,电机的6/4三相开关磁阻电机。该电机带有转子位置反馈(霍尔传感器)。主电路采用常见的(一相)双开关结构。这两个开关都由高频PWM信号控制。C868的CAPCOM6E首先工作在多通道模式, 按照转子位置反馈信号输出固定频率的电压型PWM控制信号, 把电流控制在指定范围。直流母线电流由A/D转换器输入。该A/D转换器由CAPCOM6E的T13同步触发, 可躲过电流尖峰, 采入真实的电流信号。当电机转速达到一定值后, CAPCOM6E 转入单脉冲触发模式。此时A/D转换器由T12同步触发。图5所示为低速区域的PWM输出波形和相电流波形。
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