四相开关磁阻电机非线性建模与转矩脉动抑制的研究
本文选题:开关磁阻电机 + 非线性建模 ; 参考:《哈尔滨理工大学》2017年硕士论文
【摘要】:开关磁阻电机具有结构简单、成本低廉、调速性能好的优点,因此越来越备受关注。但因其双凸极的电机结构和工作时磁链局部饱和的非线性特性,使其转矩脉动比较严重。为此本文从非线性建模和控制策略两方面对开关磁阻电机进行转矩脉动抑制的研究。在非线性建模方面,首先应用Ansoft Maxwell软件建立四相8/6极开关磁阻电机模型并对其进行二维有限元计算,得到磁场分布、静态磁链特性等仿真图,然后对开关磁阻电机的磁力线分布和磁密度进行分析,得到开关磁阻电机的运行性能。介绍了磁链的检测和计算方法,并配合DSP测出磁链的大小,得到三维磁链族。在已有磁链数据的基础上建立合适的非线性模型与实际磁链进行对比确定模型的可用性。在查阅了文献和分析了控制策略之后,提出了将直接转矩控制方法应用到开关磁阻电机的控制系统的思想,通过推导转矩方程得到直接转矩控制方法的工作原理。最后将非线性模型应用到直接转矩控制当中,将得到的转矩、磁链等波形图与在传统控制方法下得到的波形图进行对比,证明直接转矩方法在抑制转矩脉动方面具有较好的效果。在以上仿真分析的基础上,下一步搭建实验平台。在实验中,对电机的调速系统进行了硬件设计并配合软件程序。用实验波形和仿真波形对比来完成开关磁阻电机低转矩脉动的研究。
[Abstract]:Switched reluctance motor (SRM) has been paid more and more attention because of its simple structure, low cost and good speed regulation performance.However, the torque ripple is serious because of the structure of the doubly salient motor and the nonlinear characteristic of the local saturation of the flux.In this paper, torque ripple suppression of switched reluctance motor (SRM) is studied from nonlinear modeling and control strategy.In nonlinear modeling, the Ansoft Maxwell software is used to establish the four-phase 8 / 6 pole switched reluctance motor model, and the two-dimensional finite element calculation is carried out to obtain the simulation diagram of magnetic field distribution, static flux chain characteristics and so on.Then the distribution and density of switched reluctance motor (SRM) are analyzed, and the performance of SRM is obtained.This paper introduces the method of detecting and calculating the flux chain, and with the help of DSP, the size of the flux chain is measured, and the three-dimensional flux family is obtained.Based on the existing flux data, a suitable nonlinear model is established to determine the availability of the model compared with the actual flux.After consulting the literature and analyzing the control strategy, the idea of applying the direct torque control method to the control system of switched reluctance motor is put forward, and the working principle of the direct torque control method is obtained by deducing the torque equation.Finally, the nonlinear model is applied to direct torque control, and the obtained waveforms such as torque and flux are compared with those obtained by traditional control methods.It is proved that the direct torque method is effective in restraining torque ripple.On the basis of the above simulation analysis, the next step is to build the experimental platform.In the experiment, the speed regulation system of the motor is designed by hardware and software program.The low torque ripple of switched reluctance motor is studied by comparing the experimental waveform with the simulation waveform.
【学位授予单位】:哈尔滨理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM352
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本文编号:1743903
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