开关磁阻电机铁损耗分析与建模研究
发布时间：2021-06-28 19:11
节能环保和生态文明建设是十三五规划的主要内容之一,随着国家对节能减排的重视程度越来越高,高效电机将成为电机行业发展的重点和热点。开关磁阻电机（Switched reluctance machine,SRM）具有结构简单、坚固、转速范围宽、可靠性高、效率高、成本低等优点,将会迎来良好的发展前景,然而与永磁电机相比,功率密度和效率方面稍显逊色,限制了SRM的市场应用推广。为了提高SRM在各种电机的竞争力,需要进一步提高SRM的运行效率,因此本文以提高电机的运行效率为目的,对电机铁损耗的计算、控制参数对电机铁损耗的影响、包含铁损耗的电机模型建立和涉及铁损耗的电机多目标优化设计等关键问题进行了研究和讨论。论文的主要内容如下:在电机铁损耗的计算方面,本文针对现有的常系数铁磁材料损耗模型计算不准确的特点,提出了一种多项式拟合的变系数损耗计算模型以拓宽损耗的应用范围,使其更适用于SRM的铁损耗计算。针对SRM同时受到旋转磁化和交变磁化的影响,并且电机中还存在着直流偏磁和小磁滞环等现象,本文改进了现有的损耗计算模型,给出了三种适用于SRM的铁损耗计算模型,提高了SRM铁损耗的计算精度。SRM的铁损耗与...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：157 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
三相6/4SRM30°位置处的磁密云图
)在MATLAB/Simulink中搭建的特征点ab的磁密计算模块如图2-13 所示，其中“PosA”、“PosB”和“PosC”为查找表的输入，分别代表式(2-43)中的参数 θa、θb和 θc；“Ai”、“Bi”和“Ci”也为查找表的输入，分别代表式(2-43)中的参数 ia、ib和 ic；“SYAB_A_Br”、“SYAB_B_Br”和“SYAB_C_Br”分别为用来储存 A、B、C 三相绕组各自单独通电时定子轭部 AB 径向分量磁密数据的查找表，其输出分别为径向磁密分量 Br_A_ab(ia,θa)、Br_B_ab(ib,θb)和 Br_C_ab(ic,θc)；“SYAB_A_Bt”、“SYAB_B_Bt”和“SYAB_C_Bt”分别为用来储存 A、B、C 三相绕组各自单独通电时定子轭部 AB 切向分量磁密数据的查找表，其输出分别为切向磁密分量 Bt_A_ab(ia,θa)、Bt_B_ab(ib,θb)和 Bt_C_ab(ic,θc)；“RSYAB”和“TSYAB”分别为磁密计算模块的输出，代表式(2-43)中的参数 Babr和 Babt。(a) 径向分量计算模块 (b) 切向分量计算模块图 2-13 特征点 ab 磁密计算模块Figure 2-13 The flux density calculation module of characteristic point ab
即可搭建其他特征点的动态磁密获取模块，SRM 驱动2-14 所示，主要包括控制器模块、不对称功率变换器取模块、损耗计算模块和运动方程模块，其中损耗计三种适用于 SRM 的损耗计算模型搭建的，其他模块，本章不再赘述。根据图 2-14 在 MATLAB/Simulink 中体动态仿真模型如图 2-15 所示。控制模块TLTekk=a,b,cθonθoff制信号ia,ib,icnωua,ub,uc不对称功率变换器模块Us相绕组模块运动方程n, θTek-TL=Jdω/dt+Dωθ= ωdtn=30ω/πia,ib,icTekk=a,b,c磁密获取模损耗计算模BPiia,ib,icθa,θb,θc图 2-14 动态仿真模型框图Figure 2-14 The block diagram for dynamic simulation model
【参考文献】：
期刊论文
[1]电机产业的发展与政策机遇[J]. 陈伟华. 电机与控制应用. 2017(07)
[2]《“十三五”节能减排综合工作方案》解读[J]. 建设科技. 2017(01)
[3]先进电工磁性材料特性与应用发展研究综述[J]. 杨庆新,李永建. 电工技术学报. 2016(20)
[4]考虑损耗的内置式永磁同步电机标幺化系统硬件在环实时仿真与测试[J]. 高瑾,殷桂来,霍锋伟,黄苏融. 电工技术学报. 2016(19)
[5]电机能效提升与现行技术标准状况分析与对策[J]. 赵理. 内燃机与配件. 2016(08)
[6]时间谐波对永磁同步电机损耗的影响规律[J]. 佟文明,朱晓锋,贾建国,段庆亮. 电工技术学报. 2015(06)
[7]开关磁阻电机多目标协同优化设计[J]. 宋受俊,葛乐飞,张蔓. 电机与控制学报. 2015(01)
[8]三相异步电动机的杂散损耗研究[J]. 宁榕,李巧莲,黄坚. 电机与控制应用. 2014(05)
[9]考虑局部磁滞损耗的复合电机铁损耗计算[J]. 龚宇,崔巍,章跃进. 中国电机工程学报. 2014(30)
[10]基于文化粒子群算法的开关磁阻电机多目标优化设计[J]. 宋受俊,葛乐飞,蒋艳玲. 西北工业大学学报. 2014(01)
博士论文
[1]非晶合金永磁电机铁耗和谐波损耗的研究[D]. 朱龙飞.沈阳工业大学 2017
[2]双机械端口磁通切换永磁无刷电机及其多模式驱动控制研究[D]. 项子旋.江苏大学 2017
[3]铁磁材料复杂激励下的损耗计算方法及其电机应用[D]. 陈威.浙江大学 2016
[4]双边开关磁阻直线电机不平衡力及位置估测方法研究[D]. 王千龙.中国矿业大学 2016
[5]车用表贴式永磁同步电机全域损耗高效计算方法研究[D]. 吴晓鹏.北京理工大学 2016
[6]电动车开关磁阻电机驱动系统研究[D]. 程鹤.中国矿业大学 2015
[7]电传动车辆开关磁阻电机驱动与控制系统研究[D]. 刘刚.北京科技大学 2015
[8]电工钢片矢量磁特性模拟问题研究[D]. 刘洋.沈阳工业大学 2012
[9]高速永磁电机定子损耗和温升研究[D]. 孔晓光.沈阳工业大学 2011
[10]超高效异步电机损耗模型及降耗措施研究[D]. 赵海森.华北电力大学（北京） 2011
硕士论文
[1]基于果蝇算法的开关磁阻电机多目标优化研究[D]. 饶盛华.湖南科技大学 2017
[2]开关磁阻电机损耗分析与优化设计[D]. 王星.西安科技大学 2016
[3]基于DC脉冲法的开关磁阻电机损耗建模[D]. 吴书晨.东南大学 2016
[4]四相8/6结构开关磁阻电机铁耗研究[D]. 李冬.中国矿业大学 2016
[5]基于智能优化算法的Jiles-Atherton磁滞模型参数计算研究[D]. 郝晓亮.浙江师范大学 2015
[6]基于Preisach模型与定点谐波平衡法的变压器磁特性研究[D]. 崔灿.华北电力大学 2015
[7]永磁同步电机的热路模型研究[D]. 汪文博.浙江大学 2014
[8]开关磁阻电机的损耗及热分析研究[D]. 杨丽.南京航空航天大学 2006
本文编号：3254889
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：157 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
三相6/4SRM30°位置处的磁密云图
)在MATLAB/Simulink中搭建的特征点ab的磁密计算模块如图2-13 所示，其中“PosA”、“PosB”和“PosC”为查找表的输入，分别代表式(2-43)中的参数 θa、θb和 θc；“Ai”、“Bi”和“Ci”也为查找表的输入，分别代表式(2-43)中的参数 ia、ib和 ic；“SYAB_A_Br”、“SYAB_B_Br”和“SYAB_C_Br”分别为用来储存 A、B、C 三相绕组各自单独通电时定子轭部 AB 径向分量磁密数据的查找表，其输出分别为径向磁密分量 Br_A_ab(ia,θa)、Br_B_ab(ib,θb)和 Br_C_ab(ic,θc)；“SYAB_A_Bt”、“SYAB_B_Bt”和“SYAB_C_Bt”分别为用来储存 A、B、C 三相绕组各自单独通电时定子轭部 AB 切向分量磁密数据的查找表，其输出分别为切向磁密分量 Bt_A_ab(ia,θa)、Bt_B_ab(ib,θb)和 Bt_C_ab(ic,θc)；“RSYAB”和“TSYAB”分别为磁密计算模块的输出，代表式(2-43)中的参数 Babr和 Babt。(a) 径向分量计算模块 (b) 切向分量计算模块图 2-13 特征点 ab 磁密计算模块Figure 2-13 The flux density calculation module of characteristic point ab
即可搭建其他特征点的动态磁密获取模块，SRM 驱动2-14 所示，主要包括控制器模块、不对称功率变换器取模块、损耗计算模块和运动方程模块，其中损耗计三种适用于 SRM 的损耗计算模型搭建的，其他模块，本章不再赘述。根据图 2-14 在 MATLAB/Simulink 中体动态仿真模型如图 2-15 所示。控制模块TLTekk=a,b,cθonθoff制信号ia,ib,icnωua,ub,uc不对称功率变换器模块Us相绕组模块运动方程n, θTek-TL=Jdω/dt+Dωθ= ωdtn=30ω/πia,ib,icTekk=a,b,c磁密获取模损耗计算模BPiia,ib,icθa,θb,θc图 2-14 动态仿真模型框图Figure 2-14 The block diagram for dynamic simulation model
【参考文献】：
期刊论文
[1]电机产业的发展与政策机遇[J]. 陈伟华. 电机与控制应用. 2017(07)
[2]《“十三五”节能减排综合工作方案》解读[J]. 建设科技. 2017(01)
[3]先进电工磁性材料特性与应用发展研究综述[J]. 杨庆新,李永建. 电工技术学报. 2016(20)
[4]考虑损耗的内置式永磁同步电机标幺化系统硬件在环实时仿真与测试[J]. 高瑾,殷桂来,霍锋伟,黄苏融. 电工技术学报. 2016(19)
[5]电机能效提升与现行技术标准状况分析与对策[J]. 赵理. 内燃机与配件. 2016(08)
[6]时间谐波对永磁同步电机损耗的影响规律[J]. 佟文明,朱晓锋,贾建国,段庆亮. 电工技术学报. 2015(06)
[7]开关磁阻电机多目标协同优化设计[J]. 宋受俊,葛乐飞,张蔓. 电机与控制学报. 2015(01)
[8]三相异步电动机的杂散损耗研究[J]. 宁榕,李巧莲,黄坚. 电机与控制应用. 2014(05)
[9]考虑局部磁滞损耗的复合电机铁损耗计算[J]. 龚宇,崔巍,章跃进. 中国电机工程学报. 2014(30)
[10]基于文化粒子群算法的开关磁阻电机多目标优化设计[J]. 宋受俊,葛乐飞,蒋艳玲. 西北工业大学学报. 2014(01)
博士论文
[1]非晶合金永磁电机铁耗和谐波损耗的研究[D]. 朱龙飞.沈阳工业大学 2017
[2]双机械端口磁通切换永磁无刷电机及其多模式驱动控制研究[D]. 项子旋.江苏大学 2017
[3]铁磁材料复杂激励下的损耗计算方法及其电机应用[D]. 陈威.浙江大学 2016
[4]双边开关磁阻直线电机不平衡力及位置估测方法研究[D]. 王千龙.中国矿业大学 2016
[5]车用表贴式永磁同步电机全域损耗高效计算方法研究[D]. 吴晓鹏.北京理工大学 2016
[6]电动车开关磁阻电机驱动系统研究[D]. 程鹤.中国矿业大学 2015
[7]电传动车辆开关磁阻电机驱动与控制系统研究[D]. 刘刚.北京科技大学 2015
[8]电工钢片矢量磁特性模拟问题研究[D]. 刘洋.沈阳工业大学 2012
[9]高速永磁电机定子损耗和温升研究[D]. 孔晓光.沈阳工业大学 2011
[10]超高效异步电机损耗模型及降耗措施研究[D]. 赵海森.华北电力大学（北京） 2011
硕士论文
[1]基于果蝇算法的开关磁阻电机多目标优化研究[D]. 饶盛华.湖南科技大学 2017
[2]开关磁阻电机损耗分析与优化设计[D]. 王星.西安科技大学 2016
[3]基于DC脉冲法的开关磁阻电机损耗建模[D]. 吴书晨.东南大学 2016
[4]四相8/6结构开关磁阻电机铁耗研究[D]. 李冬.中国矿业大学 2016
[5]基于智能优化算法的Jiles-Atherton磁滞模型参数计算研究[D]. 郝晓亮.浙江师范大学 2015
[6]基于Preisach模型与定点谐波平衡法的变压器磁特性研究[D]. 崔灿.华北电力大学 2015
[7]永磁同步电机的热路模型研究[D]. 汪文博.浙江大学 2014
[8]开关磁阻电机的损耗及热分析研究[D]. 杨丽.南京航空航天大学 2006
本文编号：3254889
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