基于离线TSF的开关磁阻电机转矩脉动抑制技术研究
发布时间：2021-05-31 22:00
开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor,SRM）结构简单、启动转矩大、容错性强,随着驱动技术进步以及绿色发展深入,SRM已广泛应用于航空航天、汽车驱动和工业控制等领域。然而SRM定转子固有的双凸极结构和磁路非线性,使其运行时难以避免出现严重的振动和噪声。因此,如何降低转矩脉动以进一步推广SRM应用,已成为学者们的研究热点。本文从控制策略上研究一种离线的转矩脉动抑制方法,适合于SRM宽速范围运行。首先,在介绍SRM抑制转矩脉动的控制方法基础上,对比分析四种抑制SRM转矩脉动的控制策略;结合SRM的运行原理和等效电路,重点分析了电流斩波控制、电压斩波控制和角度位置控制。其次,基于转矩分配函数（Torque Sharing Function,TSF）分析产生转矩脉动的原因,给出一种离线型TSF新方法。通过有限元仿真软件得到SRM的电感-转矩特性,由两个转子位置函数构建可逆转矩方程,得到参考电流以实现良好的电流跟踪特性。将电流的平方（铜耗）和Tikhonov因子相结合构造目标优化函数,通过效率和转矩速度性能之间的平衡选择合适的Tikhonov因子数值,降低电流变化率。...
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
抑制转矩脉动常用的控制方法
第二章SRM的原理及等效电路方程8第二章SRM的原理及等效电路方程本章首先从SRM的基本运行原理分析着手，忽略相间互感的情况下，推导分析了回路电压等效方程、转矩、功率和运动方程等，加深了对SRM非线性特点的理解；最后通过对三种基础调控策略适用范围和特点的探讨，在引导出思考高级控制策略方面具有重要意义。2.1SRM运行原理分析作为双凸极定转子结构的变磁阻电动机，SRM在其运行时遵循“磁阻最小原理”，而不是依靠定转子在旋转磁场下产生的电磁力。意味着当定子线圈受到激励时，转子势必将从磁阻较大位置因磁拉力而移动到最小磁阻位置。按照既定的相序给SRM各相励磁时，因磁场扭曲产生的切向磁拉力，迫使转子扭转到转子对称位置(定子齿与转子齿重合)，带动转子朝着给定方向持续转动。如图2.1所示为三相12/8极的SRM的结构原理图。以此刻为转子的瞬时起止位置，若按照A相、C相、B相的顺序依次通电，根据分析可知：A相产生的磁拉力迫使相近的转子旋转，直到转子的轴线1-1’、3-3’分别与A相定子轴线A1-A3、A2-A4相重合，此时A相磁阻最小而电感最大，若继续A相通电，但转子此刻只受到径向磁拉力，转子因此不再转动；继续通电给C相、B相后，转子的运行情况与此类从而实现顺时针转动。而若按照B相、C相、A相的次序通电，类推可知电机转子则实现向逆时针方向的转动。由此可见，相电流的导通方向无法决定SRM的运转方向，仅与相绕组的励磁通电顺序相联系[35]。图2.1三相SRM结构原理图
三相1
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于全桥变换器的开关磁阻电机直接转矩控制[J]. 颜宁,曹鑫,邓智泉. 中国电机工程学报. 2018(S1)
[2]基于转矩分配函数在线修正的开关磁阻电机转矩脉动抑制策略[J]. 吴建华,孙庆国. 电机与控制学报. 2017(12)
[3]基于电流迭代优化的SRM总转矩TSF闭环控制[J]. 党选举,肖逢,林诚才. 电气传动. 2015(08)
[4]开关磁阻电机转矩脉动与铜耗最小化控制研究[J]. 王喜莲,许振亮,王翠. 电机与控制学报. 2015(07)
[5]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]. 陈小元,彭亦稰. 电工技术学报. 2014(01)
[6]新型开关磁阻电机发展综述[J]. 吴红星,嵇恒,倪天,寇宝泉. 微电机. 2011(01)
[7]基于迭代学习控制的开关磁阻电机转矩脉动抑制[J]. 潘再平,罗星宝. 电工技术学报. 2010(07)
[8]基于RBF神经网络的开关磁阻电机瞬时转矩控制[J]. 夏长亮,陈自然,李斌. 中国电机工程学报. 2006(19)
[9]一种开关磁阻电动机转矩控制的新方法[J]. 曹家勇,周祖德,陈幼平,詹琼华,朱煜. 中国电机工程学报. 2005(06)
[10]SRM常见的几种功率变换器主电路及原理[J]. 杨岳峰,张奕黄. 电机电器技术. 2003(02)
硕士论文
[1]基于双极性控制的三相开关磁阻电机分析与设计[D]. 陆增洁.东南大学 2016
[2]分块转子开关磁阻电机转矩控制方法的研究[D]. 范娜.南京航空航天大学 2012
[3]基于迭代学习控制的开关磁阻电机转矩脉动最小化控制研究[D]. 罗星宝.浙江大学 2008
本文编号：3209041
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
抑制转矩脉动常用的控制方法
第二章SRM的原理及等效电路方程8第二章SRM的原理及等效电路方程本章首先从SRM的基本运行原理分析着手，忽略相间互感的情况下，推导分析了回路电压等效方程、转矩、功率和运动方程等，加深了对SRM非线性特点的理解；最后通过对三种基础调控策略适用范围和特点的探讨，在引导出思考高级控制策略方面具有重要意义。2.1SRM运行原理分析作为双凸极定转子结构的变磁阻电动机，SRM在其运行时遵循“磁阻最小原理”，而不是依靠定转子在旋转磁场下产生的电磁力。意味着当定子线圈受到激励时，转子势必将从磁阻较大位置因磁拉力而移动到最小磁阻位置。按照既定的相序给SRM各相励磁时，因磁场扭曲产生的切向磁拉力，迫使转子扭转到转子对称位置(定子齿与转子齿重合)，带动转子朝着给定方向持续转动。如图2.1所示为三相12/8极的SRM的结构原理图。以此刻为转子的瞬时起止位置，若按照A相、C相、B相的顺序依次通电，根据分析可知：A相产生的磁拉力迫使相近的转子旋转，直到转子的轴线1-1’、3-3’分别与A相定子轴线A1-A3、A2-A4相重合，此时A相磁阻最小而电感最大，若继续A相通电，但转子此刻只受到径向磁拉力，转子因此不再转动；继续通电给C相、B相后，转子的运行情况与此类从而实现顺时针转动。而若按照B相、C相、A相的次序通电，类推可知电机转子则实现向逆时针方向的转动。由此可见，相电流的导通方向无法决定SRM的运转方向，仅与相绕组的励磁通电顺序相联系[35]。图2.1三相SRM结构原理图
三相1
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于全桥变换器的开关磁阻电机直接转矩控制[J]. 颜宁,曹鑫,邓智泉. 中国电机工程学报. 2018(S1)
[2]基于转矩分配函数在线修正的开关磁阻电机转矩脉动抑制策略[J]. 吴建华,孙庆国. 电机与控制学报. 2017(12)
[3]基于电流迭代优化的SRM总转矩TSF闭环控制[J]. 党选举,肖逢,林诚才. 电气传动. 2015(08)
[4]开关磁阻电机转矩脉动与铜耗最小化控制研究[J]. 王喜莲,许振亮,王翠. 电机与控制学报. 2015(07)
[5]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]. 陈小元,彭亦稰. 电工技术学报. 2014(01)
[6]新型开关磁阻电机发展综述[J]. 吴红星,嵇恒,倪天,寇宝泉. 微电机. 2011(01)
[7]基于迭代学习控制的开关磁阻电机转矩脉动抑制[J]. 潘再平,罗星宝. 电工技术学报. 2010(07)
[8]基于RBF神经网络的开关磁阻电机瞬时转矩控制[J]. 夏长亮,陈自然,李斌. 中国电机工程学报. 2006(19)
[9]一种开关磁阻电动机转矩控制的新方法[J]. 曹家勇,周祖德,陈幼平,詹琼华,朱煜. 中国电机工程学报. 2005(06)
[10]SRM常见的几种功率变换器主电路及原理[J]. 杨岳峰,张奕黄. 电机电器技术. 2003(02)
硕士论文
[1]基于双极性控制的三相开关磁阻电机分析与设计[D]. 陆增洁.东南大学 2016
[2]分块转子开关磁阻电机转矩控制方法的研究[D]. 范娜.南京航空航天大学 2012
[3]基于迭代学习控制的开关磁阻电机转矩脉动最小化控制研究[D]. 罗星宝.浙江大学 2008
本文编号：3209041
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