基于转矩分配函数的开关磁阻电机转矩脉动抑制研究
发布时间：2021-07-20 23:06
随着科学技术的飞速发展,现代工业不仅对电机控制系统的可靠性和稳定性有较高质量的追求,而且对电机系统的调速、转矩输出能耗等方面也有很高的要求,而具有发展前景的开关磁阻电机（SRM）更是一度成为各领域学者的研究热点。开关磁阻电机具有结构简单、坚固、容错性能强、控制方式灵活等优点,适用于高速以及恶劣等环境,被广泛应用于航空航天、电动汽车等领域。然而,其本身固有的双凸极结构和脉冲式的供电方式使其具有一定的非线性特性,使得SRM在运行时会产生较大的转矩脉动,这严重制约了它的发展。因此本文针对开关磁阻电机转矩脉动大的问题,对开关磁阻电机控制策略进行研究。首先对开关磁阻电机转矩脉动抑制方法进行归纳和总结,并最终以间接转矩分配函数方法作为研究转矩脉动抑制的控制策略。通过分析传统的基于转矩分配函数控制策略产生转矩脉动的原因,提出一种基于脉宽调制技术的电流控制策略,该方法采用指数型分配函数,在滞环控制的基础上引入脉宽调制技术以提高相电流的可控性能。在此基础上,通过对线性电感模型的分析,将电流跟踪控制进行分段,并根据各个部分的电流变化率特性给予不同的占空比,使得相电流的脉动降低,从而有效减小开关磁阻电机的转...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２基于ＴＳＦ的间接转矩控制结构图??Ｆｉｇ．?１．２?Ｃｏｎｓｔｍｃｔｉｏｎ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｉｎｄｉｒｅｃｔ?ｔｏｒｑｕｅ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｂａｓｅｄ?ｏｎ?ＴＳＦ??
?大连海事大学硕士学位论文???矩或电流控制器使相转矩或相电流跟踪上各相的参考的转矩值或参考的电流值［３７］。转矩??分配控制策略根据内环的控制对象不同又分为基于ＴＳＦ的间接转矩控制和基于ＴＳＦ的??直接瞬时转矩控制⑴。图１．２和图１．３是两种控制方法的结构框图。??相电流??￣￣?检测???１?Ａｒｅ＾＼???Ａｒｅ＾?ｍ?Ｉ???＾｜??????Ｔｆｅｆ?１转矩Ｔｂ＾转矩逆，?ＣＣＣ?功宰变??二＾分配一＾模殖或?一－Ｈ?—－－?ＳＲＭ??函数？??—＿ｘｉ?」沒?ｎｎ??—转子位置检测＾—１—??图１．２基于ＴＳＦ的间接转矩控制结构图??Ｆｉｇ．?１．２?Ｃｏｎｓｔｍｃｔｉｏｎ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｉｎｄｉｒｅｃｔ?ｔｏｒｑｕｅ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｂａｓｅｄ?ｏｎ?ＴＳＦ???＾Ａｒｅｆ??Ｉ??ｐ?－１????Ｔｒｅｆ?—?＾?功較???、分配???？或??？?＾?＿??？?ＳＲＭ??函数?ｒＣｒｅ／?ｌ，ＷＭ??ｅ?＼＼°??相屯流?＾?（???转矩佔兑?检测???转子位置检测，???图１．３基于ＴＳＦ的直接转矩控制结构图??Ｆｉｇ．?１．３?Ｃｏｎｓｔｍｃｔｉｏｎ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｄｉｒｅｃｔ?ｔｏｒｑｕｅ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｂａｓｅｄ?ｏｎ?ＴＳＦ??基于ＴＳＦ的间接转矩控制的研宄方向可以归纳为以下三个方面：一是根据ＳＲＭ本??身的电磁特性或转矩特性优化分配函数，以合理分配相转矩使参考电流具有易于跟踪的??特性；二是设计电流控制器，以提高控制器的跟踪性能实现相电流的精确跟踪；（足迚??立转矩－位置－电流模型，提升
?基于转矩分配函数的开关磁阻电机转矩脉动抑制研究???２开关磁阻电机原理及数学模型的建立??２．１?ＳＲＭ结构、原理及ＳＲＤ系统组成??２．１．１?ＳＲＭ基本结构??开关磁阻电机具有独特的双凸极结构和变磁阻的特性。定子和转子的制造材料选择??的是具有高导通率的硅钢片，转子上既无绕组亦无永磁体，只有定子上存在与其它磁极??以串联或者并联的方式连接的集中绕组［６３］。如图２．１所示是四相８／６?ＳＲ电机的原理结构??图。根据需求不同ＳＲＭ可以设计出多种相数的结构，但在设计电机的过程中定、转子??的相数需要遵守一定的关系，即定子极的个数应按电机相的个数的２倍的整数倍来设计，??转子极的个数为偶数并且应低于定子极的个数。表２．１是几种典型的开关磁阻电机定子??和转子的搭配组合。由于低于三相的ＳＲＭ不具备自启的能力，因此应用较多的是三相??和四相结构的ＳＲ电动机。然而ＳＲＭ的相数越多也就意味着其结构以及其驱动电路的??结构会变的更加复杂，而在实际应用中三相ＳＲＭ的性能并不比四相ＳＲＭ差，且成本??较小，因此三相结构的ＳＲＭ的研究和开发更为广泛⑴。??、?ｓ：??图２．１四相８／６?ＳＲＭ原理结构图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｆｏｕｒ－ｐｈａｓｅ?８／６?ＳＲＭ?ｓｔｍｃｔｕｒｅ??－１０－??
本文编号：3293783
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２基于ＴＳＦ的间接转矩控制结构图??Ｆｉｇ．?１．２?Ｃｏｎｓｔｍｃｔｉｏｎ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｉｎｄｉｒｅｃｔ?ｔｏｒｑｕｅ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｂａｓｅｄ?ｏｎ?ＴＳＦ??
?大连海事大学硕士学位论文???矩或电流控制器使相转矩或相电流跟踪上各相的参考的转矩值或参考的电流值［３７］。转矩??分配控制策略根据内环的控制对象不同又分为基于ＴＳＦ的间接转矩控制和基于ＴＳＦ的??直接瞬时转矩控制⑴。图１．２和图１．３是两种控制方法的结构框图。??相电流??￣￣?检测???１?Ａｒｅ＾＼???Ａｒｅ＾?ｍ?Ｉ???＾｜??????Ｔｆｅｆ?１转矩Ｔｂ＾转矩逆，?ＣＣＣ?功宰变??二＾分配一＾模殖或?一－Ｈ?—－－?ＳＲＭ??函数？??—＿ｘｉ?」沒?ｎｎ??—转子位置检测＾—１—??图１．２基于ＴＳＦ的间接转矩控制结构图??Ｆｉｇ．?１．２?Ｃｏｎｓｔｍｃｔｉｏｎ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｉｎｄｉｒｅｃｔ?ｔｏｒｑｕｅ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｂａｓｅｄ?ｏｎ?ＴＳＦ???＾Ａｒｅｆ??Ｉ??ｐ?－１????Ｔｒｅｆ?—?＾?功較???、分配???？或??？?＾?＿??？?ＳＲＭ??函数?ｒＣｒｅ／?ｌ，ＷＭ??ｅ?＼＼°??相屯流?＾?（???转矩佔兑?检测???转子位置检测，???图１．３基于ＴＳＦ的直接转矩控制结构图??Ｆｉｇ．?１．３?Ｃｏｎｓｔｍｃｔｉｏｎ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｄｉｒｅｃｔ?ｔｏｒｑｕｅ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｂａｓｅｄ?ｏｎ?ＴＳＦ??基于ＴＳＦ的间接转矩控制的研宄方向可以归纳为以下三个方面：一是根据ＳＲＭ本??身的电磁特性或转矩特性优化分配函数，以合理分配相转矩使参考电流具有易于跟踪的??特性；二是设计电流控制器，以提高控制器的跟踪性能实现相电流的精确跟踪；（足迚??立转矩－位置－电流模型，提升
?基于转矩分配函数的开关磁阻电机转矩脉动抑制研究???２开关磁阻电机原理及数学模型的建立??２．１?ＳＲＭ结构、原理及ＳＲＤ系统组成??２．１．１?ＳＲＭ基本结构??开关磁阻电机具有独特的双凸极结构和变磁阻的特性。定子和转子的制造材料选择??的是具有高导通率的硅钢片，转子上既无绕组亦无永磁体，只有定子上存在与其它磁极??以串联或者并联的方式连接的集中绕组［６３］。如图２．１所示是四相８／６?ＳＲ电机的原理结构??图。根据需求不同ＳＲＭ可以设计出多种相数的结构，但在设计电机的过程中定、转子??的相数需要遵守一定的关系，即定子极的个数应按电机相的个数的２倍的整数倍来设计，??转子极的个数为偶数并且应低于定子极的个数。表２．１是几种典型的开关磁阻电机定子??和转子的搭配组合。由于低于三相的ＳＲＭ不具备自启的能力，因此应用较多的是三相??和四相结构的ＳＲ电动机。然而ＳＲＭ的相数越多也就意味着其结构以及其驱动电路的??结构会变的更加复杂，而在实际应用中三相ＳＲＭ的性能并不比四相ＳＲＭ差，且成本??较小，因此三相结构的ＳＲＭ的研究和开发更为广泛⑴。??、?ｓ：??图２．１四相８／６?ＳＲＭ原理结构图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｆｏｕｒ－ｐｈａｓｅ?８／６?ＳＲＭ?ｓｔｍｃｔｕｒｅ??－１０－??
本文编号：3293783
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3293783.html
