雙繞組無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩與懸浮力的優(yōu)化控制方法.pdf

1、無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)（BSRM）集旋轉(zhuǎn)與懸浮功能于一體，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固、控制靈活、無(wú)需潤(rùn)滑、容錯(cuò)能力強(qiáng)和高速適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)，適用于惡劣工況，尤其在航空航天等領(lǐng)域具有很大應(yīng)用前景。
　　對(duì)無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)而言，轉(zhuǎn)矩和懸浮力這兩個(gè)控制對(duì)象均與繞組電流、轉(zhuǎn)子位置及電機(jī)本體參數(shù)有關(guān)。為了實(shí)現(xiàn)電機(jī)高速運(yùn)行與穩(wěn)定懸浮，傳統(tǒng)控制策略需要根據(jù)復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型來(lái)設(shè)計(jì)精確的控制算法，導(dǎo)致控制系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜，動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢，存在較大的轉(zhuǎn)矩和懸浮力脈動(dòng)。

2、>　　為了解決以上問(wèn)題，本文以雙繞組12/8結(jié)構(gòu)無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)為研究對(duì)象，研究其直接轉(zhuǎn)矩與直接懸浮力控制策略。
　　首先，分析了針對(duì)普通開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制方法，研究了其電壓矢量的構(gòu)建及選取方法。鑒于雙繞組無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)與普通開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)的相似點(diǎn)，分析了前者轉(zhuǎn)矩與懸浮統(tǒng)一控制的可行性。在此基礎(chǔ)上，建立空間坐標(biāo)系，分析了雙繞組無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)有效磁鏈的組成；從所有電壓矢量組合中選取合理的矢量，構(gòu)建等效電壓矢量；根

3、據(jù)轉(zhuǎn)矩與懸浮力的要求，分別闡述了主繞組及懸浮繞組電壓矢量的選取方法。
　　其次，在MATLAB/Simulink環(huán)境下搭建了基于直接轉(zhuǎn)矩與直接懸浮力控制算法的仿真模型，進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)運(yùn)行、轉(zhuǎn)速突變及懸浮力突變等情況的仿真，仿真結(jié)果驗(yàn)證了本文所提控制策略的可行性。
　　最后，在以DSP和CPLD為控制核心的硬件平臺(tái)上進(jìn)行了直接轉(zhuǎn)矩與直接懸浮力的實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)在所提控制策略下的穩(wěn)定懸浮，并驗(yàn)證了其在轉(zhuǎn)速突變及徑向力突變時(shí)良好的