開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其轉(zhuǎn)矩性能優(yōu)化研究.pdf

1、與一般的交直流電機(jī)相比，開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)(Switched Reluctance Motors，SRM)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固、控制靈活多變、起動(dòng)性能好、容錯(cuò)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，得到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注，并已成功運(yùn)用到了航空、電動(dòng)汽車(chē)、家用電器等領(lǐng)域。但SRM的雙凸極結(jié)構(gòu)也造成其磁鏈特性和轉(zhuǎn)矩特性的高度非線性，再加上開(kāi)關(guān)式的供電模式，使SRM轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)及噪聲較其他交直流電機(jī)更為嚴(yán)重，直接制約了SRM的推廣應(yīng)用。因此，如何實(shí)現(xiàn)在保證SRM轉(zhuǎn)矩輸出的同

2、時(shí)，又能夠抑制其轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)SRM的高性能控制就具有了重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文首先分析了SRM的基本工作原理及其在線性模型下的電感、磁鏈、電流和轉(zhuǎn)矩等特性；比較了幾種常見(jiàn)的功率變換器主電路形式及其各自優(yōu)缺點(diǎn)，并重點(diǎn)分析了不對(duì)稱半橋式主電路的特點(diǎn)及工作模式；分析了控制器所要實(shí)現(xiàn)的功能及其性能要求；分析了轉(zhuǎn)子位置脈沖信號(hào)的產(chǎn)生原理，并給出了其理想波形的示意圖。
　　 利用了Ansoft的旋轉(zhuǎn)電機(jī)設(shè)計(jì)軟件R

3、Mxprt建立了SRM的基本模型，對(duì)其磁鏈、效率、輸出功率、相電流、相電壓、輸出轉(zhuǎn)矩等特性作了簡(jiǎn)單的波形仿真分析。并在此基礎(chǔ)上，將此基本模型導(dǎo)入到二維電磁場(chǎng)有限元分析軟件Maxwell2D中，作了更加準(zhǔn)確的分析和仿真。
　　 研究了影響SRM轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的兩個(gè)主要因素--電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化控制策略，就這兩個(gè)因素在抑制SRM轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)方面的應(yīng)用作了討論。提出了一種角度位置控制和轉(zhuǎn)矩分配控制相配合的優(yōu)化控制策略，并著重分析了二者的工作原理

4、和實(shí)現(xiàn)方法。
　　 建立了一套基于數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Signal Processor：DSP)和復(fù)雜可編程邏輯器件(Complex Programmable Logic Device：CPLD)的完整SRD軟硬件系統(tǒng)，對(duì)其工作原理和編程思想作了詳細(xì)的分析和講解。實(shí)現(xiàn)了SRD系統(tǒng)的軟硬件雙重保護(hù)，保證了系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。最終，將所選取優(yōu)化控制策略成功應(yīng)用到了實(shí)際的SRD系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了SRM的穩(wěn)定運(yùn)行，并與基本控制策略下