開關磁阻電動機調速系統(tǒng)的仿真與開發(fā)研究.pdf

1、開關磁阻電動機調速系統(tǒng)是繼傳統(tǒng)交、直流調速系統(tǒng)之后逐步發(fā)展起來的新一代調速系統(tǒng),如今在許多電動機驅動領域都有著廣泛的應用。與交流和直流電動機相比,開關磁阻電動機具有結構更加簡單、成本更加低廉、控制更加靈活等諸多優(yōu)點,引起了國內外專家與學者的廣泛關注。然而特殊的雙凸極結構和開關式的供電方式使得開關磁阻電動機的磁鏈、電流等高度非線性化,轉矩脈動問題也尤為嚴重,這不僅增加了其控制難度,還制約了其應用場合。因此,開展開關磁阻電動機調速系統(tǒng)的研究

2、工作對于在現實中推廣其應用具有非常重要的意義。
　　本文首先基于開關磁阻電動機的基本結構和運行原理,介紹了它的數學模型和傳統(tǒng)控制方法,并且在MATLAB/Simulink環(huán)境下對傳統(tǒng)電流斬波控制方法下的三相6/4極開關磁阻電動機的線性模型、非線性模型以及四相8/6極開關磁阻電動機的非線性模型分別進行了仿真研究,比較了線性模型與非線性模型兩者間的優(yōu)缺點,對不同相數的開關磁阻電動機之間的性能差異也進行了分析。
　　其次,本文基于

3、開關磁阻電動機直接轉矩控制方法的基本原理,研究了四相8/6極開關磁阻電動機電壓矢量的選取規(guī)則和磁鏈矢量的計算方式,提出了一種適用于任意相開關磁阻電動機的扇區(qū)判斷方法,并且在MATLAB/Simulink環(huán)境下利用Simulink模塊實現了四相8/6極開關磁阻電動機的直接轉矩控制,通過仿真以及與傳統(tǒng)控制方法的對比證明了該方法在磁鏈控制以及抑制轉矩脈動方面有著顯著的效果。
　　然后,借鑒國內外開關磁阻電動機的硬件設計方案,本文開發(fā)了一

4、套開關磁阻電動機調速系統(tǒng),并對系統(tǒng)硬件電路的原理、特性和軟件程序的功能、流程等做了詳盡的介紹。其中系統(tǒng)的硬件電路包括以數字信號處理器TMS320F2812PGFA為核心的控制電路,以及由整流電路、功率變換主電路、光隔與觸發(fā)電路、電流檢測電路組成的功率驅動電路;而系統(tǒng)的軟件程序則由下位機DSP控制程序和上位機LabVIEW操作界面兩部分組成。
　　最后,基于所開發(fā)的實驗平臺對開關磁阻電動機調速系統(tǒng)進行了多項實驗研究,比較了高電壓直接