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高速两相开关磁阻电机及其驱动系统的研究
资料介绍
打磨机等高速电动工具通常采用单相串激电机驱动，具有起动转矩高、空载转速高、结构紧凑、成本低廉等特点，但由于存在换向器和碳刷，影响到其使用寿命和可靠性。两相开关磁阻电机具有很好的串激特性，并且无换向器和滑环，结构简单、成本适中，是高速电动工具的理想驱动电机，本文以打磨机工具为驱动对象，研究开发高速两相开关磁阻电机系统，主要包括以下内容:
首先，阐述了开关磁阻电机的基本结构，在线性模型下对该电机的电感特性、转矩特性、运行特性进行了分析，在原理分析的基础上总结了开关磁阻电机的控制方式。然后针对两相开关磁阻电机自起动问题及运行原理进行分析。
其次，基于打磨机电动工具驱动要求，对高速两相开关磁阻电机进行了电磁设计研究。建立了两相开关磁阻电机的电磁场有限元仿真研究模型，研究了阶梯气隙大小、阶梯气隙角度、绕组每相串联匝数等参数对电机自起动能力、转矩脉动等性能的影响，给出了电机电磁设计优化方案，并经电磁场有限元动态仿真，研究电机的动态性能。
再次，基于前述建立的开关磁阻电机仿真模型，通过分析电机的控制策略和输出特性，采用STM8S003F3单片机作为主控芯片，不对称半桥电路作为驱动电路，对打磨机驱动用高速两相开关磁阻电机的控制系统进行了研究。
最后，在上述的研究工作基础上，制作出一台高速两相开关磁阻电机及其相应的驱动控制系统，同时进行了电机样机的打磨机驱动试验，试验表明所开发的高速两相开关磁阻电机系统具有良好的性能，能够替代原有的串激电机驱动打磨机电动工具。
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