摘 要

SRM的构造简单，成本不高，同时能在比较复杂的情形中保持良好的状态运行，因而近些时间来得到大范围的关注和运用，伴随着新能源产业的掘起，电动汽车的发展矛头势不可挡，但是其电机驱动的选择却有很多种，这其中开关磁阻电机稳定性能较高，调速性能较好，可以较好的满足目前电动汽车功率驱动的需求。本文在电动汽车持续发展的环境下，拟采用多个电机组合的形式以此来抑制开关磁阻电机的脉动，以stm32为控制核心设计一套控制器，和三相6/4极开关磁阻电机来完成对电机的控制调速，验证其对脉动的抑制效果。论文最开始概括了磁阻电机的发展现况和运用情况，接着本文具体阐述了磁阻电机的基本构造、运行原理、数学公式模型和几种主要控制方式，对开关磁阻电机的几种控制方式进行了具体地说明。最终，对于设计的组合式开关磁阻电机控制器进行调试和操作实验，证明控制器的可行性，调控策略的有效性，探究对转矩脉动的抑制效果。

关键词：开关磁阻电机；控制器；控制策略；stm32

Abstract

SRM is simple in construction, cost is not high, and can be in a complex situation to maintain a good state of operation, so in recent days to get a wide range of attention and use, along with the new energy industry, the development of electric vehicles But there are many kinds of motor-driven options, which include high stability of the reluctance motor, speed performance is better, can better meet the current electric vehicle power-driven needs. In this paper, the development of electric vehicles in the environment, to be used in the form of multiple motor combinations in order to suppress the ripple of the reluctance motor to stm32 as the core design of a set of control controller, and three-phase 6/4 pole switched reluctance Motor to complete the control of the motor speed, verify its effect on the pulse suppression. At the beginning of this paper, the development and application of reluctance motor are summarized. Then, the basic structure, operation principle, mathematical model and several main control modes of the reluctance motor are described in this paper. Several control of the switched reluctance motor,The way is described in detail. Finally, the design of the combined switched reluctance motor controller debugging and operation experiments to prove the feasibility of the controller, the effectiveness of control strategies to explore the effect of suppression of torque ripple.

Key Words：Switching reluctance motor；controller；control strategy；stm32

目 录

摘 要 I

Abstract II

第 1 章 绪 论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1 开关磁阻电机发展概况 1

1.2.2 开关磁阻电机转矩脉动抑制发展概况 2

1.3 SRM驱动系统研究概述 3

1.4 本文主要完成内容 4

第 2 章 开关磁阻电机基本理论 5

2.1 开关磁阻电机运行原理 5

2.2 开关磁阻电机数学模型 6

2.2.1 开关磁阻电机的数学方程 6

2.2.2 开关磁阻电机的机械特性 7

2.3 开关磁阻电机控制方式 8

2.3.1 电压斩波控制（CVC） 9

2.3.2 电流斩波控制（CCC） 10

2.3.3 角度位置控制（APC） 11

2.3.4 组合控制方式 12

2.4 组合式开关磁阻电机控制策略 12

第 3 章 组合式开关磁阻电机控制系统设计 15

3.1 组合式开关磁阻电机硬件系统设计 15

3.1.1 直流稳压电源设计 15

3.1.2 控制芯片及其外围电路的设计 16

3.1.3 功率驱动器的设计 19

3.1.4 位置检测电路的设计 21

3.1.5 电压电流检测的设计 23

3.2 组合式开关磁阻电机软件系统设计 24

3.2.1 软件总体设计方案 24

3.2.2 主程序设计 25

3.2.3 中断程序设计 26

3.3 实验与分析 30

第 4 章 组合式开关磁阻电机研究 33

4.1 仿真模型的设计 33

4.2 仿真结果分析 35

第 5 章 总结与展望 37

5.1 总结 37

5.2 展望 37

参考文献 38

致 谢 40

绪 论

研究背景及意义

进入二十一世纪以来，经济可持续发展愈发被人们所重视。在能源消耗方面，各类运输车辆消耗的比重越来越大，而同时随着新能源的发展，将新能源技术运用在车辆方面受到广泛关注。在汽车领域中，电动汽车包含有污染小、能源利用率高等一系列优点，世界各国都在积极加大对开关磁阻电机的研究。开关磁阻电机是按照磁阻最小原理设计的电机，和其他电机相比，SRM具有很多特别的优点，主要拥有下列特点：

（1）SRM和其他电机的结构有很大的差别，其定子有相绕组组成，而且不受电源相数限制，可以制作成多相绕组，而且转子没有任何磁极，由硅钢片构成，制造成本低 ^[3]。