傾斜12-8極開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)速控制策略研究.pdf

1、開關(guān)磁阻電機(jī)(SRM)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、控制靈活以及環(huán)境適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)，在家用電器、工業(yè)電動(dòng)車、航空航天、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域取得了廣泛應(yīng)用。結(jié)合人工心臟泵的特殊需求，設(shè)計(jì)了一種傾斜12/8極開關(guān)磁阻電機(jī)，為提高轉(zhuǎn)速響應(yīng)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，在求解轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制策略研究。
　　首先設(shè)計(jì)了傾斜12/8極開關(guān)磁阻結(jié)構(gòu)，給出定、轉(zhuǎn)子硅鋼片尺寸參數(shù)。然后選用不對(duì)稱半橋型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了基于三相繞組的功率驅(qū)動(dòng)電路，并給出了基

2、于電阻采樣法的電流檢測(cè)電路，以及基于絕對(duì)式光電編碼器的轉(zhuǎn)子位置與轉(zhuǎn)速檢測(cè)方法。
　　為準(zhǔn)確把握開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩特性，需求解電機(jī)轉(zhuǎn)矩模型。本文在分析開關(guān)磁阻電機(jī)磁路分布特性的基礎(chǔ)上，建立了等效磁路模型；然后，借鑒磁懸浮開關(guān)磁阻電機(jī)的磁路分割法以及直線與橢圓磁路模型，得到了氣隙磁導(dǎo)公式；最后，結(jié)合電感儲(chǔ)能公式，得到了電機(jī)轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)學(xué)模型，并利用Maxwell仿真軟件驗(yàn)證了模型的正確性。該轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)學(xué)模型以電機(jī)尺寸、勵(lì)磁電流、轉(zhuǎn)子位置為模型參量

3、，對(duì)12/8極開關(guān)磁阻電機(jī)具有普遍適用性。
　　為提高電機(jī)轉(zhuǎn)速響應(yīng)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，需建立并完善轉(zhuǎn)速控制策略。本文首先對(duì)比現(xiàn)有開關(guān)磁阻電機(jī)控制策略，結(jié)合系統(tǒng)需求，選用了電流斬波控制方式；然后根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)學(xué)模型，得到了轉(zhuǎn)矩逆模型公式，用于指導(dǎo)目標(biāo)電流的準(zhǔn)確設(shè)定，提高電流斬波的控制精度；并引入了余弦型轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)，用以合理分配換相位置處各相繞組的轉(zhuǎn)矩量，降低換相位置處的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)；然后結(jié)合PID控制器，構(gòu)建了基于轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)和轉(zhuǎn)矩逆模