開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)控制技術(shù)研究.pdf

1、開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、效率高、調(diào)速性能優(yōu)良和可控性高等優(yōu)點(diǎn)，在家電、工業(yè)伺服、航空航天等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是其特有的雙凸極結(jié)構(gòu)導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)比較大，造成電機(jī)振動(dòng)，限制了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域。為了促進(jìn)低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、高性能開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制器的進(jìn)一步發(fā)展，本文對(duì)降低開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的控制策略進(jìn)行了研究。
　　首先介紹了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的發(fā)展概況及國(guó)內(nèi)外對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的研究現(xiàn)狀和熱點(diǎn)，闡述了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工

2、作原理和基本方程，以及開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的原因。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了基于直接瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩控制思想的控制策略，并且對(duì)模型中重要的參數(shù)進(jìn)行了理論研究和優(yōu)化。控制策略將電機(jī)的每個(gè)運(yùn)行周期細(xì)分為三個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域采用不同的控制方法。單相運(yùn)行時(shí)采用傳統(tǒng)滯環(huán)控制和可變參考轉(zhuǎn)矩閾值控制方法，以減少轉(zhuǎn)矩超調(diào);雙相運(yùn)行時(shí)采用雙相轉(zhuǎn)矩控制方法，在電機(jī)換相輸出轉(zhuǎn)矩不足的情況下令前后兩相同時(shí)工作，使得電機(jī)在不同的工作模式下均

3、有平穩(wěn)的轉(zhuǎn)矩輸出。論文還改進(jìn)了滯環(huán)比較的控制邏輯，提高了轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)速度。
　　基于MATLAB/Simulink軟件對(duì)電機(jī)和控制器進(jìn)行建模仿真，驗(yàn)證了本策略的有效性;搭建了以STM32為控制核心，以500W、12/8極三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)為測(cè)試電機(jī)的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)測(cè)平臺(tái)，包括軟件代碼的編寫(xiě)、硬件電路的設(shè)計(jì)和轉(zhuǎn)矩表的獲得。測(cè)試結(jié)果表明本論文的直接瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩控制策略降低了25％以上的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小于1N·m，平臺(tái)效率降低小于10