起重机用开关磁阻电机控制系统研究
发布时间：2021-03-21 04:04
开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor,简称SRM）具有定、转子结构简单,绕组相对独立、起动性能好、起动转矩大、运行容错能力强等特点。另外SRM容易实现四象限运行且可以适用于频繁启停,正反转的场合,可靠性高。传统起重机用电机存在起动转矩小、效率低等弊端,不能满足现代起重机对电机的需求。将开关磁阻电机应用在起重机领域不仅可以使起重机系统更高效可靠,而且也拓宽了 SRM的应用范围。首先,介绍了起重机用SRM的背景、意义和SRM转矩脉动抑制策略、SRM用功率变换器的研究现状。分析了桥式起重机起升过程中的扭矩和载荷问题及起重机用SRM四象限运行原理。为后续SRM四象限控制提供理论指导。其次,针对SRM传统四象限控制方式转矩脉动大,象限切换时会出现大的转矩、转速波动,提出了 DITC/DTC混合控制的SRM四象限控制策略。并针对电动期间传统DITC存在的电流峰峰值过大导致转矩脉动增大和电机效率减小的问题,提出了基于PWM技术的DITC优化控制策略。对交叠区进行了更细致的划分并重新优化了导通规则。介绍了系统主电路的构成和功率器件参数的选型以及使用两块IPM构建不对称半桥功...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．２三相１２／８极ＳＲＭ的工作原理??Ｆｉｇ．?２．２?Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ?１２／８?ｐｏｌｅ?ＳＲＭ??
?大连海事大学硕士学位论文???三相１２／８结构的ＳＲＭ工作原理如图２．２所示，当Ａ相绕组励磁时，便会产生磁拉??力迫使转子旋转到定转子极轴线ＡＡ２的位置，使Ａ相励磁绕组的电感最大。若ＳＲＭ静??止时的转子位置与图中一致，将绕组导通顺序设定为Ｃ－Ｂ－Ａ－Ｃ，则ＳＲＭ的转子会逆时??针旋转；若导通顺序设定为Ｂ－Ｃ－Ａ－Ｂ，电机会顺时针旋转。??图２．２三相１２／８极ＳＲＭ的工作原理??Ｆｉｇ．?２．２?Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ?１２／８?ｐｏｌｅ?ＳＲＭ??２．２?ＳＲＭ的基本方程??ｉ，??ｎ?￣?？?无损耗磁场系统一￣ｒｒｉ???．ｄ＾／ｄ／?４?ｉｎ—ｒｎＬ－ｒ??￣￣ｒ?￥＾ｄ）?Ｉ??＿?ｔｃ?Ｆ??＞?．?？??參??１１１?ｄ＾／ｄ／?ｅ＇＂ｊ?机械系统??？?电系统????图２．３?ｍ相ＳＲＭ机电能量转换示意图??Ｆｉｇ．?２．３?Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?ｅｎｅｒｇｙ?ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?ｏｆ?ｍ－ｐｈａｓｅ?ＳＲＭ??－７－??
?大连海事大学硕士学位论文???式中，ｄ％、ｄ％和ｄ％？依次是ｄｒ时间内输入耦合磁尝耦合磁场吸收和转换为??机械能的总能量。它们又可分别表示为，??ｄＷｅ?＝?Ｐｄｔ?＝?－ｅ■?ｉｋｄｔ?＝?ｉｋｄ＝?ｉｋ?■?ｄｉ?＋?ｉｋ?■?°Ｈ’ｌｋ、叫?（２．７）??ｄＷｆ?＝?—ｌＫＴｋ?－ｒＪｄｉ?＋?—＇ＫＹｋ?ｒ，ｄＯｒ?（２．８）??ｄｉｋ?ｄ６ｒ??＾Ｗｍ＝Ｔｋｄｄｒ?（２．９）??Ｉ??式（２．７）中，ｅ?＝?匕－八。??将式（２．７）、（２．８）和（２．９）?—起代入式（２．６）中可得，??Ｔ?ｄＷｆ（ｙ／ｋ，０ｒ）??Ｔｋ＿ｈ￣＾ｒ?＾—?（２１〇）??磁场储能?ｘ＿?－??：??ｉ磁共能??—？??０?／??图２．４?ＳＲＭ机电能量曲线??Ｆｉｇ．?２．４?Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ?ｅｎｅｒｇｙ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ＳＲＭ??当电流恒定时，式（２．１０）可简单表示成式（２．１１）并用磁共能的形式表示。如图??２．４所示，磁能％是励磁电流／沿着Ｐ轴的积分，磁共能妒，是磁??链Ｖ沿着！？轴的积分，妒如式（２．１１）所示，使用磁??共能的形式来表示转矩方程更为简单。??－９－??
本文编号：3092288
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．２三相１２／８极ＳＲＭ的工作原理??Ｆｉｇ．?２．２?Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ?１２／８?ｐｏｌｅ?ＳＲＭ??
?大连海事大学硕士学位论文???三相１２／８结构的ＳＲＭ工作原理如图２．２所示，当Ａ相绕组励磁时，便会产生磁拉??力迫使转子旋转到定转子极轴线ＡＡ２的位置，使Ａ相励磁绕组的电感最大。若ＳＲＭ静??止时的转子位置与图中一致，将绕组导通顺序设定为Ｃ－Ｂ－Ａ－Ｃ，则ＳＲＭ的转子会逆时??针旋转；若导通顺序设定为Ｂ－Ｃ－Ａ－Ｂ，电机会顺时针旋转。??图２．２三相１２／８极ＳＲＭ的工作原理??Ｆｉｇ．?２．２?Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ?１２／８?ｐｏｌｅ?ＳＲＭ??２．２?ＳＲＭ的基本方程??ｉ，??ｎ?￣?？?无损耗磁场系统一￣ｒｒｉ???．ｄ＾／ｄ／?４?ｉｎ—ｒｎＬ－ｒ??￣￣ｒ?￥＾ｄ）?Ｉ??＿?ｔｃ?Ｆ??＞?．?？??參??１１１?ｄ＾／ｄ／?ｅ＇＂ｊ?机械系统??？?电系统????图２．３?ｍ相ＳＲＭ机电能量转换示意图??Ｆｉｇ．?２．３?Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?ｅｎｅｒｇｙ?ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?ｏｆ?ｍ－ｐｈａｓｅ?ＳＲＭ??－７－??
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