四相开关磁阻电机直接转矩控制算法研究

发布时间：2020-05-03 16:44

【摘要】：开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,简称SRM)是继传统电机之后的一种性能极其优越的新型电机,SRM因为具有结构简单,可控参数多,调速范围宽等诸多优点而被广泛应用于家用电器、航空航天、电子机械等各个领域,尤其是电动汽车领域,成为了近年来人们研究的热点。由于其固有的双凸极结构,其运行时转矩脉动比较大,限制了其实际应用范围。为了减小转矩脉动,常用四相开关磁阻电机代替三相开关磁阻电机,而对于其控制方法上,直接转矩控制是在定子坐标系下分析电机的数学模型,直接控制磁链和转矩,以定子磁场定向,不需转子参数,大大减少了参数变化对系统性能的影响,从而可以有效地抑制转矩脉动的产生。目前国内研究四相开关磁阻电机直接转矩控制算法较三相开关磁阻电机要少得多,因此,研究四相开关磁阻电机的直接转矩控制技术具有一定的应用价值。四相开关磁阻电机相比三相开关磁阻电机的开关状态更多,从而也使控制策略方案更加灵活可变。论文首先分析了磁链两电平状态下的直接转矩控制策略,并结合余弦转矩分配函数,通过两种控制策略的共同作用来研究对转矩脉动的抑制作用;此外,由于四相SRM相角的特殊性,研究了磁链三电平状态在四相电机中的应用,并提出了利用增加过渡电压矢量对开关表进行优化方案,重新设计开关表。利用Matlab/Simulink仿真软件对以上四种设计分别进行了仿真,仿真结果表明,基于余弦分配函数的直接转矩控制和磁链三电平的直接转矩控制相比传统的磁链两电平的直接转矩控制均能更好地抑制转矩脉动,但相比较而言,磁链三电平对转矩脉动的抑制效果最好。
【图文】：

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第 2 章四相 SRM 数学模型分析与控制系统四相 SRM 数学模型分析与构与工作原理构定子和转子都有凸起的齿极，且都是由的特殊性，因此称其为双凸极结构，在向电机提供工作所需的磁场，转子上没特点。向绕组通电时，定子两个径向相形成一对磁极，称为“一相[20]”。如图共构成四相，再结合转子的极数称该电

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河北科技大学硕士学位论文相绕组的截面图，此时离 B 相绕组最近的转子齿极在磁力地牵引下接着逆时针；图(b)为转子转到 20°时的截图，图(c)为转到 25°时的截图，一直到转子转到 3定子 B 相完全对齐为止。在转子转到 30°之前切断 B 相电源，转到 30°时接通 C源，此时磁通从最近的转子齿极通过转子铁芯，在磁力的作用下，转子继续转动转到 45°前切断 C 相电源，转到 45°时接通 D 相电源，如图 2-4 所示，图(a)为转5°的截面图，图(b)为转到 55°的截面图，一直到转到 60°，如图(c),从图中可以看到时的状态和 0°时状态是一样的，此时接通 A 相电源，重复以上过程，转子将继动，往复不断重复，转子将不停地旋转起来，这就是磁阻电机的工作原理，由通的通与断直接受控制电路的控制开关控制，所以又叫开关磁阻电机。
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM352

【参考文献】