新型混合勵(lì)磁磁通切換電機(jī)的控制策略研究.pdf

1、混合勵(lì)磁磁通切換電機(jī)(Hybrid-ExcitedFlux-Switching電機(jī)，簡(jiǎn)稱HEFS電機(jī))是在永磁型磁通切換電機(jī)(PermanctMangnetFlux-Switching電機(jī)，簡(jiǎn)稱PMFS電機(jī))基礎(chǔ)之上引入電勵(lì)磁線圈，使得氣隙磁場(chǎng)由永磁體和勵(lì)磁電流共同產(chǎn)生，從而可以通過改變勵(lì)磁電流的大小與極性來直接調(diào)節(jié)磁場(chǎng)的一種新型混合勵(lì)磁電機(jī)。該電機(jī)不但具有PMFS電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高功率密度、高效率等優(yōu)點(diǎn)，還有可以通過調(diào)節(jié)電勵(lì)磁繞組改

2、變氣隙磁密從而實(shí)現(xiàn)低速恒轉(zhuǎn)矩區(qū)大轉(zhuǎn)矩輸出、高速恒功率區(qū)寬調(diào)速范圍的性能。本文對(duì)一臺(tái)采用鐵氧體作為永磁材料的三相定子12槽轉(zhuǎn)子10極的HEFS電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、運(yùn)行原理、數(shù)學(xué)模型、穩(wěn)態(tài)性能、動(dòng)態(tài)性能、調(diào)磁能力等進(jìn)行了較為全面的研究。在分析電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)正常狀態(tài)的基礎(chǔ)之上，推導(dǎo)了由于退磁導(dǎo)致三相空載永磁反電勢(shì)不對(duì)稱及存在較大高次諧波情況下的補(bǔ)償控制策略。研制了基于TMS320F2812的數(shù)字控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)研究，驗(yàn)證了HEF

3、S電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)在發(fā)生部分不可逆退磁條件下依然具有較好的調(diào)磁特性和驅(qū)動(dòng)性能。本文的工作為HEFS電機(jī)應(yīng)用于電動(dòng)汽車等領(lǐng)域奠定了理論與實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　論文的研究成果主要包括以下幾方面：
　　1)介紹了HEFS電機(jī)的基本工作原理與靜態(tài)特性，并分別在定子坐標(biāo)系和轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系下建立了HEFS電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，驗(yàn)證了矢量控制算法應(yīng)用于該電機(jī)的可行性。
　　2)在諧波分析的基礎(chǔ)上，建立了一臺(tái)HEFS電機(jī)三相不對(duì)稱空載永磁反電動(dòng)勢(shì)

4、的數(shù)學(xué)模型，從抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的角度出發(fā)，提出了基于對(duì)稱分量法的正序、負(fù)序與高次諧波電流的補(bǔ)償控制策略。
　　3)在Matlab/Simulink平臺(tái)上分別建立了HEFS電機(jī)在正常狀態(tài)與發(fā)生部分不可逆退磁狀態(tài)下的仿真模型，并完成了各種工作模式下的仿真研究，包括轉(zhuǎn)速突變、負(fù)載突變等，重點(diǎn)研究了調(diào)磁特性與轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制。
　　4)設(shè)計(jì)了基于數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)TMS320F2812的HEFS電機(jī)數(shù)字驅(qū)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包含了軟硬件結(jié)