本文關(guān)鍵詞：用于開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制的新型功率變換器研究與設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 開關(guān)磁阻電機(jī) 轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制 有源升壓功率變換器 直接瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩控制 數(shù)字信號處理器

【摘要】：開關(guān)磁阻電機(jī)(Switched Reluctance Motor,SRM)調(diào)速系統(tǒng)具有調(diào)速范圍寬、可靠性高、成本低、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn),廣泛的應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)之中。但由于SRM雙凸極的結(jié)構(gòu)易導(dǎo)致氣隙磁場飽和,其轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)比較明顯,嚴(yán)重影響了其在高性能場合的應(yīng)用。針對此問題,本文提出了一種繞組退磁電壓可根據(jù)電機(jī)工作狀態(tài)來實(shí)時(shí)控制、結(jié)構(gòu)簡單、控制靈活方便的新型有源升壓功率變換器,并結(jié)合直接瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩控制來抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。本文的具體工作如下:第一:介紹了SRM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域和研究方向,對SRM可以快速勵(lì)磁和快速退磁的典型功率變換器進(jìn)行了對比分析。由基本的電磁關(guān)系,建立了SRM的線性模型。對SRM產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的原因進(jìn)行了分析,比較分析了常用抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的控制策略。第二:分析了典型有源升壓功率變換器和典型四電平功率變換器的基本原理,在它們的基礎(chǔ)上提出了新型有源升壓功率變換器,結(jié)合直接瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩控制的策略對所提功率變換器進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析,推導(dǎo)了退磁電壓與轉(zhuǎn)子位置、工作電流之間的關(guān)系,給出了電路中關(guān)鍵器件的計(jì)算公式。第三:對驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的硬件和軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì),硬件電路包括主控芯片外圍電路、主功率電路、電源電路、位置檢測電路、驅(qū)動(dòng)電路、電壓電流檢測電路、保護(hù)電路;軟件部分包括各模塊始化子程序、位置信號讀取與速度的計(jì)算子程序、速度閉環(huán)子程序、轉(zhuǎn)矩控制子程序、DA轉(zhuǎn)換子程序等。第四:運(yùn)用PSIM軟件,分別建立了不對稱半橋功率變換器和新型有源升壓功率變換器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)仿真模型,通過大量的仿真對比驗(yàn)證了所提功率變換器和控制策略的有效性。第五:搭建了實(shí)驗(yàn)平臺,通過額定轉(zhuǎn)速、額定轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速突變、轉(zhuǎn)矩突變等實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了新型有源功率變換器能在轉(zhuǎn)速、負(fù)載變化范圍較大的情況下實(shí)現(xiàn)SRM的高效率、低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)運(yùn)行。
【關(guān)鍵詞】：開關(guān)磁阻電機(jī) 轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制 有源升壓功率變換器 直接瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩控制 數(shù)字信號處理器
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM352;TM46
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 課題的背景9
• 1.2 SRM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研究方向及應(yīng)用9-12
• 1.2.1 SRM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研究方向10-11
• 1.2.2 SRM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用11-12
• 1.3 SRM功率變換器的研究現(xiàn)狀12-16
• 1.4 本文主要工作及研究內(nèi)容16-18
• 第二章 SRM基本原理及轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制策略18-30
• 2.1 SRM的基本工作原理18-19
• 2.2 SRM的數(shù)學(xué)模型的建立19-25
• 2.2.1 SRM的基本方程19-21
• 2.2.2 SRM的線性模型21-25
• 2.3 SRM的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)原因及抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的方法25-29
• 2.3.1 SRM產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的原因25-26
• 2.3.2 直接轉(zhuǎn)矩控制策略26-27
• 2.3.3 轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)控制策略27-28
• 2.3.4 迭代學(xué)習(xí)控制28-29
• 2.3.5 智能控制策略29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第三章 新型有源升壓功率變換器及其控制的研究30-41
• 3.1 SRM功率變換器30-33
• 3.1.1 典型有源升壓功率變換器30-32
• 3.1.2 典型四電平功率變換器32-33
• 3.2 SRM新型有源升壓功率變換器的理論分析33-40
• 3.2.1 新型功率變換器的提出33
• 3.2.2 新型功率變換器原理及直接瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩控制33-38
• 3.2.3 新型功率變換器模型的關(guān)鍵參數(shù)的計(jì)算38-40
• 3.3 本章小結(jié)40-41
• 第四章 控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)41-58
• 4.1 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)41-51
• 4.1.1 控制系統(tǒng)硬件總體構(gòu)成41-42
• 4.1.2 控制芯片的選擇與外圍電路設(shè)計(jì)42-44
• 4.1.3 新型有源升壓功率變換器的設(shè)計(jì)44
• 4.1.4 開關(guān)電源電路的設(shè)計(jì)44-46
• 4.1.5 隔離驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)46-47
• 4.1.6 檢測保護(hù)電路的設(shè)計(jì)47-50
• 4.1.7 D/A轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)50-51
• 4.2 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)51-57
• 4.2.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)52
• 4.2.2 系統(tǒng)初始化子程序52-53
• 4.2.3 位置捕獲與速度計(jì)算程序53-55
• 4.2.4 速度閉環(huán)程序55-56
• 4.2.5 轉(zhuǎn)矩控制子程序56-57
• 4.3 本章小結(jié)57-58
• 第五章 仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析58-69
• 5.1 仿真參數(shù)設(shè)置58-59
• 5.2 仿真結(jié)果分析59-63
• 5.2.1 額定轉(zhuǎn)矩下仿真結(jié)果對比分析59-62
• 5.2.2 額定轉(zhuǎn)速下仿真結(jié)果對比分析62-63
• 5.2.3 轉(zhuǎn)速突變下(負(fù)載穩(wěn)定)仿真結(jié)果對比分析63
• 5.2.4 負(fù)載突變下(轉(zhuǎn)速穩(wěn)定)仿真結(jié)果對比分析63
• 5.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與測試裝置63-65
• 5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析65-68
• 5.4.1 新型功率變換器在額定轉(zhuǎn)矩下實(shí)驗(yàn)結(jié)果65-66
• 5.4.2 新型功率變換器在額定轉(zhuǎn)速下實(shí)驗(yàn)結(jié)果66-67
• 5.4.3 新型功率變換器在轉(zhuǎn)速突變下(負(fù)載穩(wěn)定)實(shí)驗(yàn)結(jié)果67
• 5.4.4 新型功率變換器在負(fù)載突變下(轉(zhuǎn)速穩(wěn)定)實(shí)驗(yàn)結(jié)果67-68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 全文工作總結(jié)69
• 6.2 后續(xù)工作展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 致謝75-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果76

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 F.BORDRY;周偉松;馬娟;;粒子加速器的功率變換器,大型強(qiáng)子對撞機(jī)的開發(fā)和生產(chǎn)[J];電力電子;2007年01期

2 曹海紅;;功率變換器主電路研究[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào);2009年29期

3 周太康,程漢湘,彭繼濤;一種新的有功功率變換器[J];華中工學(xué)院學(xué)報(bào);1985年S2期

4 張佑峰;;一種新型功率變換器的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[J];電測與儀表;1993年04期

5 朱廉誠;功率變換器的設(shè)計(jì)[J];教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn);1985年02期

6 杜海江;李耀華;王平;;輕型功率變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其控制技術(shù)綜述[J];電氣傳動(dòng);2007年05期

7 李文全;;直流功率變換器的一種控制方法[J];電源世界;2008年04期

8 汪象侃;姚晴林;劉獻(xiàn)平;;新型原理的集成電路式有功功率變換器[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);1989年01期

9 何希才;大功率變換器的無功功率補(bǔ)償裝置[J];福建電力與電工;1994年01期

10 馬春燕;王振民;;開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)功率變換器的仿真與研究[J];太原理工大學(xué)學(xué)報(bào);2006年06期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 溫偉剛;薩殊利;王恒;;基于廣義分形維的功率變換器的混沌行為研究[A];2008中國儀器儀表與測控技術(shù)進(jìn)展大會(huì)論文集（Ⅱ）[C];2008年

2 白峰;牛忠霞;周東方;;功率變換器近場輻射的建模與仿真[A];中國系統(tǒng)仿真學(xué)會(huì)第五次全國會(huì)員代表大會(huì)暨2006年全國學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

3 何莉丹;杜貴平;張波;;基于混合威布爾分布的高頻功率變換器可靠性建模[A];第七屆中國高校電力電子與電力傳動(dòng)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

4 周謙之;李定;許海斌;;開關(guān)線性復(fù)合功率變換器的低阻輸出特性對提高系統(tǒng)靜動(dòng)態(tài)性能的作用[A];第二屆全國特種電源與元器件年會(huì)論文集[C];2002年

5 張衛(wèi)平;張曉強(qiáng);張瑞;劉元超;趙徐森;;PT并聯(lián)的實(shí)驗(yàn)研究[A];2008中國電工技術(shù)學(xué)會(huì)電力電子學(xué)會(huì)第十一屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2008年

6 張衛(wèi)平;張曉強(qiáng);張瑞;毛鵬;張崢;;PT功率變換器的穩(wěn)態(tài)模型[A];2008中國電工技術(shù)學(xué)會(huì)電力電子學(xué)會(huì)第十一屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2008年

7 龔幼民;;矩陣式交交電功率變換器及其在電力傳動(dòng)中的應(yīng)用[A];面向21世紀(jì)的科技進(jìn)步與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展（下冊）[C];1999年

8 王偉萍;師宇杰;楊典兵;;基于系統(tǒng)辨識的PWM型和PFM型開關(guān)功率變換器動(dòng)態(tài)建模[A];2008中國電工技術(shù)學(xué)會(huì)電力電子學(xué)會(huì)第十一屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2008年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐陽;開關(guān)磁阻電機(jī)不對稱橋功率變換器熱分析[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

2 王詩兵;高階開關(guān)功率變換器中的非線性動(dòng)力學(xué)行為及其控制研究[D];安徽大學(xué);2010年

3 嚴(yán)冬;功率變換器的瞬態(tài)電磁干擾特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

4 袁義生;功率變換器電磁干擾的建模[D];浙江大學(xué);2002年

5 孟潤泉;新型SRD功率變換技術(shù)研究[D];太原理工大學(xué);2010年

6 梁斌;功率變換器傳導(dǎo)電磁干擾建模研究[D];天津大學(xué);2012年

7 胡磊;功率變換器的分布式控制和結(jié)構(gòu)研究[D];浙江大學(xué);2005年

8 馬銘遙;分布式功率變換器的控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其同步、容錯(cuò)性能研究[D];浙江大學(xué);2010年

9 盧增藝;直流—直流開關(guān)功率變換器磁集成關(guān)鍵技術(shù)研究[D];福州大學(xué);2011年

10 牛全民;基于PSM模式的DC-DC功率變換器非線性建模及集成化設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2009年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 牛云華;基于ANSYS Workbench的電動(dòng)汽車功率變換器冷卻技術(shù)仿真研究[D];長安大學(xué);2015年

2 胡振濤;開關(guān)磁阻電機(jī)功率變換器散熱研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

3 史天碩;光伏升壓DC/DC功率變換器的設(shè)計(jì)與研究[D];東北大學(xué);2014年

4 張舒輝;用于開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制的新型功率變換器研究與設(shè)計(jì)[D];江蘇大學(xué);2016年

5 黃小有;基于區(qū)域系統(tǒng)建模與能量的功率變換器滑�？刂蒲芯縖D];重慶大學(xué);2012年

6 王勇;功率變換器的能量成形控制研究[D];青島大學(xué);2008年

7 趙娜;基于變發(fā)電電壓功率變換器的開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)研究[D];燕山大學(xué);2010年

8 劉冬春;功率變換器的區(qū)域系統(tǒng)建模及控制方法研究[D];重慶大學(xué);2011年

9 何莉丹;功率變換器可靠性評估與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];華南理工大學(xué);2014年

10 林毅;新型寬范圍輸出直流功率變換器若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];東華大學(xué);2014年

，

本文編號：1051156