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研究生:劉漢隆
論文名稱:四相8/6極切換式磁阻馬達控制器
論文名稱(外文):A four phase 8/6 pole switched reluctance motor controller
指導教授:蘇武昌
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2001
畢業學年度:89
語文別:中文
論文頁數:58
中文關鍵詞:切換式磁阻馬達
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本文就切換式磁阻馬達(Switched Reluctance Motor, SRM)之機械結構、電磁特性及轉動原理等作定性與定量分析,進而建構SRM之動態模型,利用Matlab/Simulink電腦模擬程式輔助分析與驅動控制設計,針對四相8/6極SRM研製電力電子數位驅動器,最後完成切換式磁阻馬達控制系統硬體平台,並實現簡易的馬達運轉程序,做為未來發展高性能伺服驅動控制的基礎。
本文先建立一個四相8/6極切換式磁阻馬達的驅動系統,利用可變結構控制法及馬達本體的幾合機構、產生切換控制方式,透過PC-based做演算法分析、FPGA做單晶片可行性評估,藉以開發切換式磁阻馬達之VLSI控制晶片,越過微處理器控制系統架構限制,完成一切換式磁阻馬達單晶控制器。建立一個強健的可變結構速度控制器,完成一閉迴路控速系統。

This paper aims to develop a switched reluctance motor (SRM) control platform. The platform consists of a SRM, an electric power drive, and a PC-based control unit. Analysis of a four phase 8/6-pole SRM is conducted by studying the mechanical structure, the electromagnetic characteristics, the driving principles, and the dynamic model. The four phase electric drive is implemented by power MOS. The control problem of a SRM is essentially a switching logic design problem for the stator (phase) windings. A certain switching pattern is found to drive the SRM. The switching pattern as well as the motor’s analytical results are simulated in Matlab/Simulink as a basis for control design. Simple speed control algorithm are implemented using LabVIEW instrumentation tools FPGA and single chip to verify the proposed switching pattern and the control hardware platform.

中文摘要………………………………………..….….……….……….i
英文摘要……………………………………………………………….ii
致謝…………………………………………………………………….iii
目錄…………………………………………………………………….iv
圖目錄………………………………………………………………….vi
表目錄.…………………………………………………………………ix
符號說明……………………………………………………………….x
縮寫說明……………………………………………………………….xii
第一章緒論………………………………………..……….....……….. 1
1.1 前言……………………………………………………….…... 1
1.2 研究動機與目的………………………………..….…………..2
1.3 文獻回顧…………………………………………..….………..4
1.4 論文大綱…………………………………………..….………..5
第二章可變磁阻馬達……………………………………..….…..…….6
2.1可變磁阻馬達之特性…….……………………….….….……..7
2.2 可變磁阻馬達轉矩原理…………………………..….………..7
2.3轉動原理…………………………………………….…..……..8
2.4 可變磁阻馬達之數學模式……………….…………....….….10
2.5 線性化電感值…………………………….……………….….12
第三章可變結構速度控制設計………………………………..……..14
3.1 簡介…………………………………….……………………..14
3.2 內迴路切換邏輯…………………………….…….…...……..15
3.3 比例積分控制器……………………………..……...…..……17
3.3.1 簡介……………………………………………………....17
3.3.2 比例積分控制器…………...……………………….……19
3.4可變結構速度控制設計…………………..…….……..………20
3.5 Bode plot頻率響應分析……………………..….…………....21
第四章可變磁阻馬達控速系統設計………………………….…...…23
4.1 控速器…………………………………………………..…….24
4.1.1設計概念…………………………………..……….……24
4.1.2資料擷取卡………………………………..………………25
4.1.2.1 LabVIEW 與DAQ CARD…………………………25
4.1.3 FPGA(XC4000系列)……….……………..………….….28
4.1.4單晶控制器………………………………..………………33
4.2 換流驅動裝置………………….….…………….……………35
4.2.1 換流器………………………..…………………….….35
4.2.2 信號隔離與放大電路…….……….………….……….37
4.3 電源……………………………….….…………….…………38
4.3.1基本整流電路…………………………..……..……….…38
4.3.2基本濾波電路……………………..…………..…………..39
4.4 迴授元件…………………………….…………………...…...40
第五章電腦模擬與實驗結果………………………...…...…………..41
5.1 電腦模擬………………………………….……...……..……41
5.2 實驗結果………………………………………...….……..…49
第六章結論與建議……………………………..……….....………….57
6.1 結論……………………………………………..……………57
6.2 建議……………………………………………..……………58
參考文獻………………………………………...………..……………59
附錄………………….………………………………………………….64

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