直接瞬时转矩控制在开关磁阻电机中的应用研究

发布时间：2020-11-11 10:39

　　 开关磁阻电机(SRM)是一种新型调速电机,具有构造简单、制造成本较低、可控参数较多、高效节能等优点,更重要的是具有小电流实现大转矩的性能特点。但受到其自身非线性双凸极结构的影响,使其运行时转矩脉动和噪声偏大,严重阻碍了其应用领域。传统的控制策略调控效果不理想,因此本文采用直接瞬时转矩控制策略(DITC)来抑制转矩脉动,使电机稳定运行。本文首先介绍了开关磁阻电机的发展现状和方向,阐述了SRM的组成及其运作过程,并详细分析了SRM线性和非线性模型的建立,接着详细分析了电流斩波、电压斩波、角度控制三种传统控制策略。分析转矩脉动产生的原因,传统控制方法抑制脉动效果不理想,引出直接瞬时转矩控制(DITC)算法,详细介绍了DITC的控制思想,并深入介绍了模糊PI转速调节器和转矩内外双滞环控制器在DITC中的应用。本文针对三相6/4极SRM,用MATLAB/Simulink仿真软件对DITC调控系统仿真模型进行了仿真,并分别详细介绍了各个仿真模块的工作原理,然后对系统仿真实验结果进行了深入分析,验证了该策略可以有效地抑制转矩脉动。通过对SRM控制系统的理论分析和建模仿真实验验证,本文选取DSP TMS320F2812作为主控芯片对整个控制系统进行实验测试,设计了相应硬件电路包括主控电路、电流检测电路、功率变换电路、位置检测电路、驱动电路等,并给出了相应的软件设计流程。通过对测试所得数据与波形的研究分析,表明了直接瞬时转矩控制策略能有效地抑制转矩脉动,使系统稳定运行。
【学位单位】：齐鲁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM352
【部分图文】：

运行原理本构造以及磁阻电机的运作原理和比有着本质上的不同，电机的定子上有绕组。开关磁阻电机的工作原生的两个磁场相互作用产生转矩，程磁阻电机遵循的是“磁阻最小原路径闭合[30]，产生的磁场在此过程力作用于转子上形成电磁转矩。通路中的磁阻最小；当定子的凸极与生的电感最小[31]。三相 6/4 极开关6/4 极结构的三相 SRM 有 A、B、C相的运行原理也是相同的，给定子转矩作用使转子旋转。

图 2.3 理想状态下电感随转子位置变化曲线可看出θ2表示转子磁极前沿与定子磁极后沿重叠的地方，随着至θ3处电感最大，θ4为定子与转子磁极的后极边重合的位置，当感开始减小，降至θ5后电感又回到最小值，如此反复周期变化想状态下线性模型下各相转矩 T（i,θ）的表达式：式分析可得出电磁转矩的特性，SRM 电磁转矩的变化是由定子化导致的，它的大小只取决于电流大小，方向取决于转子位置变化与电感的变化率成正比，在电感上升区域产生正向瞬时转域产生负转矩。 max445max342312()210(,) LKLKiTi

可以影响电流与电感波形的相对位置，也可以改变电流波形的宽度，以此对电流有效值进行调节控制，但是它对电流峰值通常无影响。如图2.3所示为固定关断角off ，调节开通角on 大小时，相绕组中电流和电感波形关系图。如图2.4所示为固定开通角on ，调节关断角off 大小时，相绕组中电流和电感波形关系图。通常，在SRM控制中通常选用保持关断角off 不变，改变on 的方式。从下图中分析可得，SRM的开关要在电感上升之前的时刻就要开通，当相电流波形处于电感上升阶段时
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本文编号：2879080