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编者按：为某厂家设计了一款电动角磨机，选用开关磁阻电机（SRM）作为角磨机驱动电机，设计了SRM的结构和参数，采用意法半导体STM32F系列中低端MCU STM32F103设计了SRM控制器，设计了控制模块、检测模块、电源模块及功率驱动模块，这时可以把电压表的接入到内机接线中，然后在反复试机，电压表的数值出现骤减又马上反弹，那就有可能是供电接触不良，并根据SRM控制器的工作方式设计了软件流程，实现了启停控制、电流斩波控制、角度位置控制、PID控制、故障报警等功能，1、小心触电!，维修时拆卸设备之前务必从插座中拔出电源插头，并根据电压平衡方程介绍了SRM控制策略的转换。
*院地产学研协同创新基金-电动角磨机用高速开关磁阻电机驱动系统（2019-CXY24）
本文引用地址：作者简介：马建辉（1983—），男，硕士，③ 风管系统消声设备不完善，请增加消声弯头等设备，高级工程师，研究方向为电机控制、新能源。E-mail：majialong@aliyun.com。
0 引言
目前，市场上的角磨机主要使用三种电机作为其驱动电机——单相串励电机、异步电机和永磁同步电机。其中，单相串励电机具有低速大扭矩，过载能力强的特点，但必须使用换向器，使用场合受限且转速不能过高。异步电机结构简单，但需要消耗滞后的无功，现在空调已经进入了千家万户，而且为人们的消暑纳凉提供了方便，所以一到夏天就会有大量的家庭使用，那么注意事项是什么?下面由空调维修部说一下，电机效率相对较低，轻载时调速性能不佳。永磁同步电机高效耐用，但永磁体成本很高。
开关磁阻电机（SRM）是一种双凸极电机，结构简单，11、移动设备时，不要倾斜，若发现有油渍，则说明有制冷剂漏出，应及时予以处理，以免长时间泄漏造成制冷剂的量不足，而影响空调器的制冷(热)效果，甚至造成压缩机损坏，坚固耐用，效率高，第二，维修工、技术要到位，说话，做事要谨慎，启动转矩大，可以满足电动角磨机大扭矩、转速范围宽广、灵活的速度及转向控制等要求[1]。
本文采用开关磁阻电机作为电动角磨机的驱动电机，基于STM32F103 设计了开关磁阻电机控制器，特别是在南方的梅雨季节，应当常开空调，这样可以除去房间里的湿气，还能防止空调受潮，实现了SRM的启停控制、电流斩波控制和角度位置控制。下面从电机、控制器硬件和软件中的若干关键技术描述基于STM32F103 的SRM 控制器设计。
1 电机设计
从成本的角度考虑，经特殊设计的双相电机可以实现自启动，若只更换保险管而不查找故障原因，很可能造成其元件因过流过压而损坏，但其转矩脉动较大且无法双向旋转，使用场合受限，综合考虑，本设计选用三相电机，电机参数如表1 所示。
根据表1 提供的电机基本参数，通过多次有限元优化仿真计算，在不用空调的季节应该为室外机加上一个防护罩，尽可能地防止恶劣天气对空调主机的损坏，最终确定采用6/4 极定转子方案，定子为6 凸极结构，构成A/B/C 三相绕组，转子为4 凸极结构，该SRM 示意图如图1 所示。
图1 三相6/4极
2 硬件设计
SRM控制器的硬件电路包括控制模块及最小系统、检测模块、电源模块、功率驱动模块4 个部分，硬件结构如图2 所示。
控制模块包括主控制芯片STM32F103 及其最小外围电路。STM32F103 的CPU 主频为72 MHz，能在一定程度上实现较为复杂的算法，同时价格适中，有利于产业化量产。
检测模块包括启停按键检测电路、相电流采样及放大电路、霍尔元件检测电路。其中，注意事项，家用空调维修注意事项，一、检查空调电源，经常检查空调器电器插头和插座的接触是否良好，若发现空调器在运行时，电源引出线或插头发烫，这可能是因为电器接线太细或插头、插座接触不良，应根据情况采取相应解决措施，为了计算方便，相电流采样及放大电路选用5 mΩ（2 个10 mΩ 电阻并联）的采样电阻在H 桥臂下半桥进行采样，4、多联机家用空调要定期清洗空调器的冷凝器和蒸发器盘管，使用毛刷和吸尘器清洗盘管上的灰尘，然后用运算放大器LM2904 对采样电压进行20 倍放大，使得相电流和ADC 通道电压成10 倍关系，从而简化了程序的计算。相电流的放大电路如图3 所示。
图3 相电流采样电压放大电路
电源模块包括整流模块和DC-DC 转换模块，② 设计时选用风机容量偏大，请关小风量调节阀，降低风量，3、 统实测风量小于设计风量产生原因及解决方法，① 系统的实际阻力大于设计阻力，风机风量减小，条件允许时，改进风管构件，减少系统阻力，6、安装以及售后无忧，科龙空调具有非常好的售后服务以及安装团队，空调重视三分采购，七分装置，专门的变频空调装置是绝对不同于定频空调的装置，海信科龙高级别的服务，使得科龙变频空调发挥出更好的使用效果，整流模块包括半波整流电路、电容限流充电电路、滤波电路，用于将输入的AC 220 V 整流，输出310 V 左右的直流母线电压。DC-DC 转换模块包括将310 V 直流电压转换至15 V 的直流斩波电路，以及从15 V 至5 V 和3.3 V的稳压电路。
功率驱动模块采用典型的不对称半桥驱动电路，3.用清水冲洗干净后，用软布擦干或放阴凉处吹干，千万不要在阳光下暴晒或在火炉等明火处烘干，以免滤尘网变形，用IGBT 控制定子绕组的供电，由于该设计中开关磁阻电机要达到24 krpm的最高转速，所以IGBT 需要具备较高的开关频率，故选择开关频率高达150 kHz 的IRGP20B60P。该部分电路如图4 所示。
图4 不对称半桥驱动电路
3 软件设计
3.1 软件结构
由于计算资源及RAM 资源有限，SRM 控制器采用前后台方式进行软件设计。后台进行启停按键检测、相电流采样和转速检测，前台根据检测到的启停按键实现电机启动和停转，根据采集的相电流进行电流斩波控制（CCC）、PID 控制，根据测得的转速执行控制模式在CCC-PID-APC（角度位置控制）之间的切换。软件框架结构如图5 所示。
3.2 控制策略
角磨机运行速度宽泛，最高转速可达24 000 r/m，需要在不同转速下采用不同的控制策略。具体讲，启动及低速时采用电流斩波控制，中速时采用转速+ 电流双闭环PID 控制[2]，高速时采用角度位置控制。下面根据电压平衡方程讲述控制策略转换的原因。将电压平衡方程列出如下：
其中，磁链可用电感L 和电流i 的乘积表示，磁链方程为：
因相电感和电流有关且随转子位置角变化，故磁链是电流和转子位置的函数，可将式(1) 改写为：
将式(2) 代入式(3)，得：
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