多相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)功率變換器的研究.pdf

1、多相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)（Switched Reluctance Motor,SRM）具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制靈活、制造成本低、容錯(cuò)能力強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)三相SRM功率密度低和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大等缺陷，并具有更高的可靠性和容錯(cuò)性。但是相數(shù)的增加也會(huì)導(dǎo)致多相SRM功率變換器的器件數(shù)和成本顯著增加，因此低成本高性能的SRM新型功率變換器研究具有重要意義。
　　本文主要針對(duì)多相SRM提出了一種新型的功率變換器——多相N+2型功率變換器，解決了現(xiàn)

2、有SRM功率變換器不能同時(shí)滿(mǎn)足功率器件數(shù)少、控制靈活、容錯(cuò)能力好和適用性強(qiáng)等要求的問(wèn)題，并對(duì)新型變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理、控制策略和性能進(jìn)行了深入研究，比較了其與傳統(tǒng)功率變換器在起動(dòng)、額定、故障等狀態(tài)下的性能，并實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的優(yōu)化控制。
　　首先，為分析和驗(yàn)證新型變換器在多相SRM中具體應(yīng)用的性能，本文以一臺(tái)六相SRM樣機(jī)為應(yīng)用對(duì)象，建立了基于有限元仿真結(jié)果的SRM非線(xiàn)性MATLAB/SIMULINK仿真模型，對(duì)多相N+2型功率變

3、換器在電流斬波控制、角度位置控制、電壓斬波控制以及故障運(yùn)行等不同工作狀態(tài)下的性能進(jìn)行了仿真和分析。通過(guò)與不對(duì)稱(chēng)半橋功率變換器和裂相式功率變換器對(duì)比，驗(yàn)證了多相N+2型功率變換器作用效果與二分之一直流電壓下的不對(duì)稱(chēng)半橋功率變換器等效，其起動(dòng)性能、額定出力性能、容錯(cuò)性能均優(yōu)于裂相式功率變換器。
　　其次，針對(duì)多相N+2型功率變換器作用下六相SRM額定狀態(tài)存在轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大和效率較低的問(wèn)題，本文基于線(xiàn)性電感模型的理論分析，發(fā)現(xiàn)：由于相電流

4、勵(lì)磁初期過(guò)大而后期顯著下降，等效電壓為恒定電壓的中點(diǎn)開(kāi)關(guān)管固定占空比PWM控制會(huì)導(dǎo)致電機(jī)效率下降、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)增加。因此本文提出了等效電壓為直流偏置正弦電壓的中點(diǎn)開(kāi)關(guān)管直流偏置SPWM控制，并對(duì)其幅值、相位、頻率參數(shù)的合理選取以及對(duì)電機(jī)性能的影響進(jìn)行了分析。通過(guò)與固定占空比PWM控制在不同速度下的仿真對(duì)比，驗(yàn)證了多相N+2型功率變換器中點(diǎn)開(kāi)關(guān)管的直流偏置SPWM控制在電機(jī)輸出效率、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、轉(zhuǎn)矩電流比等性能方面的優(yōu)勢(shì)。
　　最后，采用