開關磁阻電機建模及其控制研究.pdf

1、開關磁阻電機(Switched Reluctant Motor，SRM)作為一種新型的調速系統(tǒng)，憑借其結構簡單、成本低、可靠性高等諸多優(yōu)點吸引了廣大學者的注意力，具有很高的市場應用潛力和研究價值。但是由于SRM自身的雙凸極結構和開關式供電電源特性，使得電機輸出轉矩脈動較大，成為限制其發(fā)展的主要原因。本課題開展了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性研究。
　　首先，就SRM的數學模型做了系統(tǒng)地研究工作，

2、SRM分為有軸承和無軸承兩類電機結構模型。有軸承SRM的運行理論與其它電磁式電機在本質上沒有區(qū)別，其數學模型主要由電路方程、機械方程和轉矩方程三部分組成。而無軸承SRM懸浮繞組的分析研究關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無軸承SRM穩(wěn)定懸浮工作起決定性作用。雙繞組無軸承SRM是最為典型的電機結構，但是這種電機的旋轉繞組和懸浮繞組之間存在著非常復雜電磁耦合關系，增加了電機控制復雜程度。針對兩套繞組間復雜的電磁耦合關

3、系，相繼開展了單繞組和雙定子兩種新型結構的無軸承SRM研究工作。但是，目前有關兩種電機的徑向力模型研究都沒有充分考慮轉子偏移量對徑向力的影響?；趦煞N電機結構特點，本文提出了在考慮轉子偏心影響時兩種電機的徑向力解析模型，為后續(xù)的控制研究工作提供了理論依據。
　　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，針對繞組間不同的繞線方式，對比分析了傳統(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雜。
　　隨后，基于有限元分析軟件和MATLAB/SMULINK，開展了SRM的控制研究，主要包括:電機模型建立和控制策略研究。關于電機模型建立，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建立了場路聯合仿真模型。相比較而言，第二種方法更為簡單直觀且準確度高。然后，詳