開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)控制策略研究.pdf

1、近年來隨著電力電子技術(shù)和各種微處理器技術(shù)的發(fā)展，基于開關(guān)磁阻電機(jī)(SRM)的調(diào)速系統(tǒng)受到了廣大學(xué)者的關(guān)注。作為一種新型調(diào)速系統(tǒng)，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、運(yùn)行可靠、調(diào)速范圍廣，在電動(dòng)汽車、航天航空、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但自身的雙凸極結(jié)構(gòu)和磁鏈非線性特性使其在運(yùn)行過程中產(chǎn)生了轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)現(xiàn)象，這限制了開關(guān)磁阻的進(jìn)一步推廣應(yīng)用，如何有效抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)已經(jīng)成為開關(guān)磁阻電機(jī)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。因此，本文以減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)為目標(biāo)，選擇直接轉(zhuǎn)矩控制策略和轉(zhuǎn)

2、矩分配控制策略作為研究方向，從調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度闡明如何實(shí)現(xiàn)這兩種控制理論。
　　本文首先介紹了開關(guān)磁阻電機(jī)的發(fā)展概況及目前控制策略的研究現(xiàn)狀，還有其運(yùn)行原理、數(shù)學(xué)模型。開關(guān)磁阻電機(jī)的雙凸極結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其運(yùn)行時(shí)磁鏈具有嚴(yán)重的非線性特點(diǎn)，且磁路極易飽和，難以精確建立本體模型，本文采用有限元法分析其電磁特性，得到磁鏈和轉(zhuǎn)矩的離散數(shù)據(jù)，利用查表法建立電機(jī)本體模型。搭建基于PID的電流斬波控制調(diào)速系統(tǒng)，并分析其運(yùn)行性能，可以發(fā)現(xiàn)在電流斬波控制

3、策略下電機(jī)的轉(zhuǎn)矩整體趨勢(shì)較為平穩(wěn)，但轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)幅值較大，而且抗負(fù)載擾動(dòng)性的動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢。
　　為減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)并提高調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定性，本文首先借鑒了交流電機(jī)調(diào)速中廣泛使用的直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)思想，結(jié)合開關(guān)磁阻電機(jī)功率變換器的開關(guān)狀態(tài)建立合理的空間電壓矢量，對(duì)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行直接控制。并通過搭建仿真模型分析其各種情況下的運(yùn)行性能，可以發(fā)現(xiàn)直接轉(zhuǎn)矩控制確實(shí)可以有效減少轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，但運(yùn)行中各相產(chǎn)生的負(fù)輸出轉(zhuǎn)矩降低了電機(jī)的運(yùn)行效率。
　　接下來

4、對(duì)另一種抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)效果較好的控制策略——轉(zhuǎn)矩分配控制策略(TSC)進(jìn)行研究分析，通過利用轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)將期望轉(zhuǎn)矩分配給各相，各相轉(zhuǎn)矩疊加實(shí)現(xiàn)開關(guān)磁阻電機(jī)的恒轉(zhuǎn)矩控制，本文采用余弦型分配函數(shù)實(shí)現(xiàn)開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)矩分配控制。同樣搭建仿真模型分析運(yùn)行情況，可以發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩分配控制不僅在低速時(shí)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)很小，在高速運(yùn)行狀態(tài)下轉(zhuǎn)矩幅值的波動(dòng)也不大，同時(shí)調(diào)速和轉(zhuǎn)矩控制性能良好，轉(zhuǎn)矩抑制效果明顯。
　　最后，基于DSPTMS320F2812控制芯片搭