李梦瑶

摘 要：开关磁阻电动机调速系统（Switched Reluctance Motor Drive，简称SRD）是由开关磁阻电机，电力电子开关电路及驱动控制部分组成的高性能调速系统。相对于直流调速系统和PWM变频调速系统，开关磁阻电机调速系统综合性能优越，在实际应用中取得了较好的运行效果和显著的经济效益。本文以80C196KC单片机为数字控制器核心，进行了系统控制器的硬件设计，并给出了硬件电路原理示意图：包括单片机及附属电路、键盘与显示电路、位置检测电路、功率变换器电路的示意图；

关键词：开关磁阻电机；调速系统；80C196KC单片机

1 前言

开关磁阻电动机调速系统简称SRD，SRD主要由4部分组成：开关磁阻电机（简称SRM），功率变换器，数字控制器和检测装置。系统示意图如图1所示。

SRD运行时所需能量由功率变换器供给，功率变换器需要直流电源供电，一般情况下，直流电源由蓄电池或交流电整流后得到。检测装置包括位置检测和电流检测，它们作为系统反馈控制。控制器作为SRD的中枢，它综合处理速度指令、速度反馈信号及电流传感器、位置传感器的转子位置信息，控制功率变换器中主开关器件的工作状态，实现对SRM运行状态的控制。

2 80C196KC单片机简介

本文选取了INTEL公司的80C196KC单片机。80C196KC单片机是16为MCS-96系列单片机的重要成员，在工程应用领域有着广泛的应用。由于该单片机自身带有A/D转换器、PWM（D/A）输出、高速输入（HSI）、高速输出（HSO）及多个硬件定时器等I/O功能部件，能进行带符号和不带符号的32位除16位、16位除8位以及16位乘16位、8位乘8位的算术运算，使其具有很强的数据处理能力，加上它的CPU采用了面向寄存器的结构，其一条指令相当于51系列等单片机的多条指令的功能。

3 开关磁阻电动机调速系统硬件设计

在SRD中，数字控制器是核心，SRD系统调速性能的优劣很大程度上取决于数字控制器的选取。单片机由于体积小、功耗低，数据处理能力和控制能力强等特点，使其在SRD中的应用也越来越广泛。好多硬件实现的功能都可用单片机配合软件编程来实现，从而简化了硬件电路的设计，使控制方式灵活多变。控制策略的改变只需要改变控制软件就可以完成，而且使较为复杂的数学逻辑和先进的控制算法比较容易实现。

本设计中的单片机开关磁阻电动机调速系统的硬件系统的结构图如图2所示。

本单片机调速控制器的硬件系统由3部分组成：

（1）单片机最小系统。（2）输入输出部分：包括位置信号输入，电流采样信号输入，主开关管控制信号输出，PWM输出等。（3）人机交互部分：人机交互部分主要由键盘和显示电路构成，能够使实验人员更好的控制电机的运行以及实时观测电机的运行状况。

键盘和显示电路是实现人机交互的重要环节。显示部分用于实时显示电机的运行情况，4个LED数码管显示电机的运行速度、PWM占空比、给定速度、故障等系统的运行状态信息。SRD通过键盘上的8个按键（定速、启动、步距、加速、减速、翻屏、停车、反转）来实现对电机的实时控制。

4 结论

本设计中的基于单片机80C196KC的开关磁阻电动机调速系统，结构简单，控制功能强大，能够实现人机交互，能够很好的完成开关磁阻电机的调速。使用了功能强大的80C196KC处理器作为控制主机来实现对电机的控制。通过位置检测和电流检测到的位置信息和电流信息作为整个控制系统的反馈，改善了开关磁阻电机的动静态性能。由实验可知，開关磁阻电机调速系统的动态性能和静态性能良好，系统运行稳定。

参考文献

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（作者单位：永城职业学院）