六相開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動抑制及其調(diào)速控制研究.pdf

1、開關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，且能夠在惡劣復(fù)雜環(huán)境中高效穩(wěn)定的運(yùn)行，因此近年來受到廣泛關(guān)注和應(yīng)用。隨著新能源行業(yè)的興起，電動汽車發(fā)展迅猛，其驅(qū)動電機(jī)的選擇多種多樣，其中SRM穩(wěn)定性能高，調(diào)速性能好，能較好的滿足目前電動汽車驅(qū)動電機(jī)的需要。然而傳統(tǒng)的三相、四相、五相電機(jī)容錯能力較弱，所以本文選擇容錯力強(qiáng)、轉(zhuǎn)矩輸出效率高的六相車用SRM作為研究對象。雖然SRM具備各種優(yōu)勢，但其較大的轉(zhuǎn)矩脈動依然會影響它的實(shí)際應(yīng)用效果，因此本文針對六相 S

2、RM轉(zhuǎn)矩脈動較大的缺陷，研究并設(shè)計了六相 SRM直接轉(zhuǎn)矩控制策略來抑制其轉(zhuǎn)矩脈動；同時在常規(guī)的SRM控制系統(tǒng)中，通常使用PI轉(zhuǎn)速控制器，但是該轉(zhuǎn)速控制器，調(diào)速精度差且魯棒性較弱，會影響電機(jī)的控制效果，因此針對PI控制器調(diào)速性能差的缺陷，設(shè)計了自適應(yīng)二階滑模轉(zhuǎn)速控制器，以提高電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制效果。最終構(gòu)建六相12/10極SRM的仿真模型，通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證本文所設(shè)計控制策略的可行性與優(yōu)越性，從而為六相12/10極SRM在電動汽車中更好的應(yīng)用奠

3、定理論基礎(chǔ)。
　　具體研究工作和成果如下：
　　1.構(gòu)建了六相12/10極SRM仿真模型：針對車用六相12/10極SRM，設(shè)計其Ansoft電機(jī)模型，并通過參數(shù)化分析的方法，對該電機(jī)磁鏈、轉(zhuǎn)矩特性進(jìn)行研究。利用所獲取的磁鏈、轉(zhuǎn)矩特性數(shù)據(jù)，在Matlab/Simulink中構(gòu)建六相12/10極SRM模型，同時采用電流斬波控制策略，對所構(gòu)建的仿真系統(tǒng)進(jìn)行初步研究。結(jié)果表明，所構(gòu)建的SRM仿真模型能夠較好的反映12/10極SRM電

4、機(jī)特性，且具備控制策略研究的靈活性。
　　2.設(shè)計了六相12/10極SRM直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）策略：本文根據(jù)DTC原理，確定并選擇了12個電壓空間矢量，給出了6/2合成磁鏈變化模塊，并設(shè)計了相應(yīng)的開關(guān)表。最終通過仿真驗(yàn)證該控制策略的效果，并與電流斬波控制(CCC)策略的仿真結(jié)果相比較，結(jié)果表明，本文所設(shè)計的六相SRM的DTC策略相對于傳統(tǒng)CCC策略能夠削弱約66.7％的轉(zhuǎn)矩脈動，具有一定的優(yōu)越性。
　　3.設(shè)計了自適應(yīng)二階

5、滑模控制器（A-2-SMC）：本文針對傳統(tǒng)滑模抖動的缺點(diǎn)，設(shè)計了A-2-SMC，該控制器可以通過高階滑模的思想抑制滑模抖動的缺陷，同時通過參數(shù)自適應(yīng)控制器解決了二階滑模（2-SMC）參數(shù)選擇的問題，避免了傳統(tǒng)2-SMC參數(shù)選擇依賴于擾動導(dǎo)數(shù)界值的缺點(diǎn)。通過理論證明，確定了該控制器的穩(wěn)定性。
　　4.提出了基于A-2-SMC開關(guān)磁阻電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的復(fù)合控制方案：為了提高六相12/10極SRM的控制效果，將DTC與A-2-SMC相結(jié)

6、合，通過仿真研究，結(jié)果表明，該復(fù)合控制方案能夠抑制轉(zhuǎn)矩脈動，以及實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的精確、魯棒控制，同時通過與其他幾種控制器的控制效果比較，體現(xiàn)了A-2-SMC優(yōu)越的控制性能。
　　5.根據(jù)基本的理論推導(dǎo)及仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果，本文進(jìn)行了電機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的初步設(shè)計，該設(shè)計主要分為硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩部分。硬件主要針對TMS320F2812的接口電路以及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的保護(hù)電路進(jìn)行設(shè)計，軟件部分主要針對DTC控制子程序和A-2-SMC控制子程序結(jié)構(gòu)，以及基