分段式开关磁阻电机驱动控制技术研究

发布时间：2020-08-04 08:29

【摘要】：开关磁阻电机由于简单的结构和较低的成本,目前得到越来越多应用。但由于存在转矩脉动和运行噪声等问题限制其进一步应用。本文针对新型分段式的开关磁阻电机驱动控制技术进行研究,该新型分段式结构开关磁阻电机采用三相定子分段式的结构,每相绕组与相邻绕组错开120°电角度,该结构可实现大范围线性电感变化,改善开关磁阻电机磁路容易饱和的缺陷,提高了电机的运行性能。论文围绕该新型分段式开关磁阻电机驱动控制技术展开:首先,分析传统结构和分段式结构的开关磁阻电机工作原理,建立分段式开关磁阻电机系统模型和准线性模型,给出相关机械方程和机电联系方程。根据开关磁阻电机非线性建模方法,采用有转子夹持法方式获得转子处于3个角位置时的磁链,再通过数学拟合的方法获得所有角度位置的磁链数据实现开关磁阻电机的数学建模。其次,对开关磁阻电机传统控制方法进行分析,包括电压斩波控制、电流斩波控制、角度位置控制和直接瞬时转矩控制,在此基础上提出了一种在续流换相阶段采用固定占空比续流的控制方式,以增加零电压续流的时间从而减小电流在换相阶段的下跌。再次,基于分段式开关磁阻电机的低精度位置采样,通过对离散的转子位置角度进行Fourier谐波分析,建立了采用基波模型和谐波模型作为反馈的矢量跟踪观测器,以实现角度的准确估计和转速的精确测量。然后,完成22kW开关磁阻电机驱动控制系统设计,包括电流采样、位置信号接口、不对称半桥驱动电路。完成驱动控制算法设计,包括主程序、主中断程序、PI算法和矢量观测器算法程序。最后,进行分段式开关磁阻电机驱动控制系统实验验证及分析,包括流控制方案及续流补偿实验和转速电流双闭环控制实验,对矢量观测器算法、转矩脉动和系统动态响应等方面进行验证。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM352
【图文】：

转子上没有绕组，定子上绕有绕组。定子和转子齿槽数不相等但应尽量接近且都要行遵循“磁阻最小路径”原理，这是它与传统电阻最小路径”原理说的是：磁通总是要沿着磁阻最产生的切向的磁拉力，拉动转子转动，从而使图 2-1：

图 2-2 分段式 SRM 的结构好地解决前面提到的边缘磁通的子齿槽比为 1:1，所以当一个 A的部分已经和转子对齐，这样在场的突变，从而减小转矩脉动。

图 2-2 分段式 SRM 的结构分段式的 SRM 很好地解决前面提到的边缘磁通的问题，因为定子三相 120°电角度，且转子齿槽比为 1:1，所以当一个 A 相的定、转子对齐B 相的定子有 1/3 的部分已经和转子对齐，这样在由 A 相换相到 B 相就大大减小气隙磁场的突变，从而减小转矩脉动。B 相换相到 C 相时同 开关磁阻电机的基本方程无论是哪一种电机，其实本质上就是机械能-磁能-电能之间的相互转转换部件，他们的运行本质上全都遵循“电磁感应定律”、“全电流定

【参考文献】

相关期刊论文 前1条

1 陈小元;彭亦z0;;基于电流补偿策略的转矩分配函数法抑制整距绕组分块转子SRM的转矩脉动[J];电工技术学报;2014年01期

相关博士学位论文 前7条

1 程鹤;电动车开关磁阻电机驱动系统研究[D];中国矿业大学;2015年

2 朱志莹;五自由度磁悬浮开关磁阻电机最小二乘支持向量机自检测与逆控制[D];江苏大学;2013年

3 蔡骏;开关磁阻电机无位置传感器技术[D];南京航空航天大学;2012年

4 陈琼忠;开关磁阻电机的非线性建模及在航空发动机多场耦合仿真中的应用[D];上海交通大学;2009年

5 王双红;混合动力电动车用开关磁阻电机控制系统研究[D];华中科技大学;2005年

6 孙剑波;开关磁阻电机的减振降噪和低转矩脉动研究[D];华中科技大学;2005年

7 纪良文;开关磁阻电机调速系统及其新型控制策略研究[D];浙江大学;2002年

相关硕士学位论文 前5条

1 曹玉昭;基于TSF的SRM直接瞬时转矩控制系统研究[D];大连海事大学;2017年

2 宋林;电动汽车开关磁阻电机调速控制方法研究与实现[D];电子科技大学;2016年

3 王玉林;开关磁阻电机直接瞬时转矩控制的研究[D];浙江大学;2016年

4 王根茂;开关磁阻电机转矩脉动抑制的研究[D];东南大学;2015年

5 嵇恒;新型混合励磁开关磁阻电机的基础研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

本文编号：2780304