開關(guān)磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計及其轉(zhuǎn)矩性能優(yōu)化研究.pdf

1、與一般的交直流電機相比，開關(guān)磁阻電機(Switched Reluctance Motors，SRM)具有結(jié)構(gòu)簡單堅固、控制靈活多變、起動性能好、容錯能力強等優(yōu)點，得到了學術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注，并已成功運用到了航空、電動汽車、家用電器等領(lǐng)域。但SRM的雙凸極結(jié)構(gòu)也造成其磁鏈特性和轉(zhuǎn)矩特性的高度非線性，再加上開關(guān)式的供電模式，使SRM轉(zhuǎn)矩脈動及噪聲較其他交直流電機更為嚴重，直接制約了SRM的推廣應(yīng)用。因此，如何實現(xiàn)在保證SRM轉(zhuǎn)矩輸出的同

2、時，又能夠抑制其轉(zhuǎn)矩脈動，進而實現(xiàn)SRM的高性能控制就具有了重要的理論價值和現(xiàn)實意義。
　　 本文首先分析了SRM的基本工作原理及其在線性模型下的電感、磁鏈、電流和轉(zhuǎn)矩等特性；比較了幾種常見的功率變換器主電路形式及其各自優(yōu)缺點，并重點分析了不對稱半橋式主電路的特點及工作模式；分析了控制器所要實現(xiàn)的功能及其性能要求；分析了轉(zhuǎn)子位置脈沖信號的產(chǎn)生原理，并給出了其理想波形的示意圖。
　　 利用了Ansoft的旋轉(zhuǎn)電機設(shè)計軟件R

3、Mxprt建立了SRM的基本模型，對其磁鏈、效率、輸出功率、相電流、相電壓、輸出轉(zhuǎn)矩等特性作了簡單的波形仿真分析。并在此基礎(chǔ)上，將此基本模型導入到二維電磁場有限元分析軟件Maxwell2D中，作了更加準確的分析和仿真。
　　 研究了影響SRM轉(zhuǎn)矩脈動的兩個主要因素--電機結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(yōu)化控制策略，就這兩個因素在抑制SRM轉(zhuǎn)矩脈動方面的應(yīng)用作了討論。提出了一種角度位置控制和轉(zhuǎn)矩分配控制相配合的優(yōu)化控制策略，并著重分析了二者的工作原理

4、和實現(xiàn)方法。
　　 建立了一套基于數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor：DSP)和復雜可編程邏輯器件(Complex Programmable Logic Device：CPLD)的完整SRD軟硬件系統(tǒng)，對其工作原理和編程思想作了詳細的分析和講解。實現(xiàn)了SRD系統(tǒng)的軟硬件雙重保護，保證了系統(tǒng)的可靠運行。最終，將所選取優(yōu)化控制策略成功應(yīng)用到了實際的SRD系統(tǒng)中，實現(xiàn)了SRM的穩(wěn)定運行，并與基本控制策略下