硕士学位论文直线开关磁阻电动机设计及调速系统研究申请人姓名：马庆庆指导教师：上官璇峰专业名称：控制理论与控制工程研究方向：电气传动系统与控制河南理工大学电气工程与自动化学院二○○九年十二月河南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。本人愿意承担因本学位论文引发的一切相关责任。学位论文作者签名:年月日河南理工大学学位论文使用授权声明本学位论文作者及导师完全了解河南理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留和向有关部门、机构或单位送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，允许将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，允许采用任何方式公布论文内容，并可以采用影印、缩印、扫描或其他手段保存、汇编、出版本学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权。学位论文作者签名：导师签名：年月日年月日中图分类号：TM302密级：公开UDC：621.3单位代码：10460直线开关磁阻电动机设计及调速系统研究StudyonMotorDesignandDrivingControlSystemofLinearSwitchedReluctanceMotor姓名马庆庆学制2.5年电气传动系统专业名称控制理论与控制工程研究方向与控制导师上官璇峰职称教授论文提交日期2009.10论文答辩日期2009.12河南理工大学致谢本文是在导师上官璇峰教授的精心指导下完成，论文的每一部分工作都倾注着导师的心血。上官老师渊博的学识、敏锐的洞察力、严谨的治学态度、求实的作风、对科学精益求精和不断进取的精神，以及严以律己、宽以待人的崇高品质对学生是永远的鞭策。同时，我衷心的感谢许孝卓老师、司季凯老师、高彩霞老师以及在我学习期间给我指导和帮助的所有老师，他们对工作孜孜不倦，对学生热情，在学习和工作上为我树立了良好的榜样，使我永生难忘，终身受益。感谢两年多来和我一起学习的张志华、郭光伟、杨志祥等同学以及师兄刘朝辉，师弟张汉允，师妹刘兴艳，他们在学习和生活上给予我许多热心的帮助，陪伴我度过了这段充实而有趣的生活。在此，特别要感谢我女朋友王迪给予我学习和生活上的关心、爱护支持和奉献。在此向所有关心我、爱护我、支持我的亲人、老师、同学和朋友表示衷心的感谢。I摘要直线开关磁阻式电机(LinearSwitchedReluctanceMotor，简称LSRM),结构类同于旋转式开关磁阻电机(SRM)和直线步进电机。LSRM是一种特殊的直线运动电机,与旋转式开关磁阻电机(SRM)相比,它相当于沿旋转式SRM圆周方向，将定、转子展开,对应转子部分为LSRM次级,对应定子部分为LSRM初级。次级边无绕组亦无永磁体，初级边为集中绕组，这使得它结构简单，生产和维护容易，而且它的驱动方式使其具有故障容错性。本文介绍了LSRM的基本结构，对它的基本特点和电磁关系进行了详细分析，建立了其数学模型；针对系统要求，结合旋转式开关磁阻设计方法，总结了LSRM的设计规律。运用有限元分析软件对直线开关磁阻电机进行了静、动态分析，并研究了电机的结构参数对电磁性能的影响，将有限元结果同解析结果进行比较证明了设计的合理性。在硬件电路方面，本文选择了专门用于电机控制的TMS320F2407作为核心控制芯片，设计了功率变换器、控制器及辅助电路。在功率变换器的设计中，通过分析常用的电路拓扑结构，结合本课题的要求，选择不对称半桥式结构作为本系统的功率变换器电路，并对功率变换器中的功率器件的选型与驱动电路部分做了详细分析。关键词：直线开关磁阻电机；数学模型；电机设计；有限元分析IAbstractThestructureofLinearswitchedreluctancemotor(LSRM)issimilartorotaryswitchedreluctancemotor(SRM)andlinearsteppermotors.LSRMisaspecialkindoflinearmotionmotor.Comparedwithrotaryswitchedreluctancemotors,itisequivalenttoo