多相開關(guān)磁阻電機功率變換器的研究.pdf

1、多相開關(guān)磁阻電機（Switched Reluctance Motor,SRM）具有結(jié)構(gòu)簡單、控制靈活、制造成本低、容錯能力強等一系列優(yōu)點，同時能夠彌補傳統(tǒng)三相SRM功率密度低和轉(zhuǎn)矩脈動大等缺陷，并具有更高的可靠性和容錯性。但是相數(shù)的增加也會導(dǎo)致多相SRM功率變換器的器件數(shù)和成本顯著增加，因此低成本高性能的SRM新型功率變換器研究具有重要意義。
　　本文主要針對多相SRM提出了一種新型的功率變換器——多相N+2型功率變換器，解決了現(xiàn)

2、有SRM功率變換器不能同時滿足功率器件數(shù)少、控制靈活、容錯能力好和適用性強等要求的問題，并對新型變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理、控制策略和性能進行了深入研究，比較了其與傳統(tǒng)功率變換器在起動、額定、故障等狀態(tài)下的性能，并實現(xiàn)了電機的優(yōu)化控制。
　　首先，為分析和驗證新型變換器在多相SRM中具體應(yīng)用的性能，本文以一臺六相SRM樣機為應(yīng)用對象，建立了基于有限元仿真結(jié)果的SRM非線性MATLAB/SIMULINK仿真模型，對多相N+2型功率變

3、換器在電流斬波控制、角度位置控制、電壓斬波控制以及故障運行等不同工作狀態(tài)下的性能進行了仿真和分析。通過與不對稱半橋功率變換器和裂相式功率變換器對比，驗證了多相N+2型功率變換器作用效果與二分之一直流電壓下的不對稱半橋功率變換器等效，其起動性能、額定出力性能、容錯性能均優(yōu)于裂相式功率變換器。
　　其次，針對多相N+2型功率變換器作用下六相SRM額定狀態(tài)存在轉(zhuǎn)矩脈動較大和效率較低的問題，本文基于線性電感模型的理論分析，發(fā)現(xiàn)：由于相電流

4、勵磁初期過大而后期顯著下降，等效電壓為恒定電壓的中點開關(guān)管固定占空比PWM控制會導(dǎo)致電機效率下降、轉(zhuǎn)矩脈動增加。因此本文提出了等效電壓為直流偏置正弦電壓的中點開關(guān)管直流偏置SPWM控制，并對其幅值、相位、頻率參數(shù)的合理選取以及對電機性能的影響進行了分析。通過與固定占空比PWM控制在不同速度下的仿真對比，驗證了多相N+2型功率變換器中點開關(guān)管的直流偏置SPWM控制在電機輸出效率、轉(zhuǎn)矩脈動、轉(zhuǎn)矩電流比等性能方面的優(yōu)勢。
　　最后，采用