開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)建模及其控制研究.pdf

1、開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)(Switched Reluctant Motor，SRM)作為一種新型的調(diào)速系統(tǒng)，憑借其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高等諸多優(yōu)點(diǎn)吸引了廣大學(xué)者的注意力，具有很高的市場(chǎng)應(yīng)用潛力和研究?jī)r(jià)值。但是由于SRM自身的雙凸極結(jié)構(gòu)和開(kāi)關(guān)式供電電源特性，使得電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大，成為限制其發(fā)展的主要原因。本課題開(kāi)展了SRM建模及其控制的研究工作，為SRM的發(fā)展和完善提供了一些基礎(chǔ)性研究。
　　首先，就SRM的數(shù)學(xué)模型做了系統(tǒng)地研究工作，

2、SRM分為有軸承和無(wú)軸承兩類電機(jī)結(jié)構(gòu)模型。有軸承SRM的運(yùn)行理論與其它電磁式電機(jī)在本質(zhì)上沒(méi)有區(qū)別，其數(shù)學(xué)模型主要由電路方程、機(jī)械方程和轉(zhuǎn)矩方程三部分組成。而無(wú)軸承SRM懸浮繞組的分析研究關(guān)鍵在于徑向懸浮力解析模型的建立，徑向力解析模型的正確性對(duì)無(wú)軸承SRM穩(wěn)定懸浮工作起決定性作用。雙繞組無(wú)軸承SRM是最為典型的電機(jī)結(jié)構(gòu)，但是這種電機(jī)的旋轉(zhuǎn)繞組和懸浮繞組之間存在著非常復(fù)雜電磁耦合關(guān)系，增加了電機(jī)控制復(fù)雜程度。針對(duì)兩套繞組間復(fù)雜的電磁耦合關(guān)

3、系，相繼開(kāi)展了單繞組和雙定子兩種新型結(jié)構(gòu)的無(wú)軸承SRM研究工作。但是，目前有關(guān)兩種電機(jī)的徑向力模型研究都沒(méi)有充分考慮轉(zhuǎn)子偏移量對(duì)徑向力的影響?；趦煞N電機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本文提出了在考慮轉(zhuǎn)子偏心影響時(shí)兩種電機(jī)的徑向力解析模型，為后續(xù)的控制研究工作提供了理論依據(jù)。
　　然后，利用JMAG-Designer仿真軟件建立了三相12/8極SRM的有限元模型，分析了SRM的電磁特性。同時(shí)，針對(duì)繞組間不同的繞線方式，對(duì)比分析了傳統(tǒng)SRM與雙通道SR

4、M的工作特性。相比于傳統(tǒng)的SRM，雙繞組SRM雖然可靠性高、控制靈活，但是其控制電路成本高繞線更為復(fù)雜。
　　隨后，基于有限元分析軟件和MATLAB/SMULINK，開(kāi)展了SRM的控制研究，主要包括:電機(jī)模型建立和控制策略研究。關(guān)于電機(jī)模型建立，本文介紹了兩種SRM建模方法。一種基于查表法，建立SRM的非線性電感模型;另一種基于JMAG-SIMULINK建立了場(chǎng)路聯(lián)合仿真模型。相比較而言，第二種方法更為簡(jiǎn)單直觀且準(zhǔn)確度高。然后，詳