本文關(guān)鍵詞：雙繞組無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩與懸浮力的優(yōu)化控制方法

  更多相關(guān)文章： 開關(guān)磁阻電機(jī) 無軸承電機(jī) 雙繞組 直接轉(zhuǎn)矩控制 直接懸浮力控制

【摘要】：無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)(BSRM)集旋轉(zhuǎn)與懸浮功能于一體,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固、控制靈活、無需潤(rùn)滑、容錯(cuò)能力強(qiáng)和高速適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn),適用于惡劣工況,尤其在航空航天等領(lǐng)域具有很大應(yīng)用前景。對(duì)無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)而言,轉(zhuǎn)矩和懸浮力這兩個(gè)控制對(duì)象均與繞組電流、轉(zhuǎn)子位置及電機(jī)本體參數(shù)有關(guān)。為了實(shí)現(xiàn)電機(jī)高速運(yùn)行與穩(wěn)定懸浮,傳統(tǒng)控制策略需要根據(jù)復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型來設(shè)計(jì)精確的控制算法,導(dǎo)致控制系統(tǒng)過于復(fù)雜,動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢,存在較大的轉(zhuǎn)矩和懸浮力脈動(dòng)。為了解決以上問題,本文以雙繞組12/8結(jié)構(gòu)無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)為研究對(duì)象,研究其直接轉(zhuǎn)矩與直接懸浮力控制策略。首先,分析了針對(duì)普通開關(guān)磁阻電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制方法,研究了其電壓矢量的構(gòu)建及選取方法。鑒于雙繞組無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)與普通開關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)的相似點(diǎn),分析了前者轉(zhuǎn)矩與懸浮統(tǒng)一控制的可行性。在此基礎(chǔ)上,建立空間坐標(biāo)系,分析了雙繞組無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)有效磁鏈的組成;從所有電壓矢量組合中選取合理的矢量,構(gòu)建等效電壓矢量;根據(jù)轉(zhuǎn)矩與懸浮力的要求,分別闡述了主繞組及懸浮繞組電壓矢量的選取方法。其次,在MATLAB/Simulink環(huán)境下搭建了基于直接轉(zhuǎn)矩與直接懸浮力控制算法的仿真模型,進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)運(yùn)行、轉(zhuǎn)速突變及懸浮力突變等情況的仿真,仿真結(jié)果驗(yàn)證了本文所提控制策略的可行性。最后,在以DSP和CPLD為控制核心的硬件平臺(tái)上進(jìn)行了直接轉(zhuǎn)矩與直接懸浮力的實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)現(xiàn)了電機(jī)在所提控制策略下的穩(wěn)定懸浮,并驗(yàn)證了其在轉(zhuǎn)速突變及徑向力突變時(shí)良好的動(dòng)態(tài)性能。
【關(guān)鍵詞】：開關(guān)磁阻電機(jī) 無軸承電機(jī) 雙繞組 直接轉(zhuǎn)矩控制 直接懸浮力控制
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM352
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 注釋表10-13
• 第一章 緒論13-25
• 1.1 無軸承電機(jī)13-15
• 1.1.1 無軸承電機(jī)發(fā)展背景13-14
• 1.1.2 無軸承電機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)14
• 1.1.3 無軸承電機(jī)研究概況14-15
• 1.2 開關(guān)磁阻電機(jī)15-16
• 1.3 無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)16-21
• 1.3.1 無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)研究概況16-17
• 1.3.2 無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)控制策略綜述17-21
• 1.4 直接轉(zhuǎn)矩控制研究概況21-23
• 1.5 直接懸浮力控制研究概況23
• 1.6 課題研究意義及文章結(jié)構(gòu)安排23-25
• 1.6.1 課題研究意義23
• 1.6.2 文章結(jié)構(gòu)安排23-25
• 第二章 無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)運(yùn)行原理與數(shù)學(xué)模型25-37
• 2.1 無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)運(yùn)行原理25
• 2.2 無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)數(shù)學(xué)模型25-36
• 2.2.1 無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子角度定義26
• 2.2.2 不考慮徑向懸浮力耦合的數(shù)學(xué)模型26-32
• 2.2.3 無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)數(shù)學(xué)模型的全角度拓展32-36
• 2.3 本章小結(jié)36-37
• 第三章 雙繞組無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)DTC與DFC理論37-49
• 3.1 開關(guān)磁阻電機(jī)的DTC理論37-41
• 3.1.1 開關(guān)磁阻電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制原理37-38
• 3.1.2 空間電壓矢量的構(gòu)建38-40
• 3.1.3 電壓矢量的選取方法40-41
• 3.2 雙繞組無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)DTC與DFC控制原理41-48
• 3.2.1 雙繞組無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)旋轉(zhuǎn)控制與懸浮控制的統(tǒng)一41-42
• 3.2.2 雙繞組無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)有效磁鏈的組成42
• 3.2.3 等效電壓矢量的構(gòu)建42-45
• 3.2.4 等效電壓矢量的選擇45-46
• 3.2.5 雙繞組無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)DTC與DFC控制框圖46-47
• 3.2.6 雙繞組無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)DTC與DFC控制模型的建立47-48
• 3.3 本章小結(jié)48-49
• 第四章 雙繞組無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)DTC與DFC的仿真分析49-56
• 4.1 DTC與DFC仿真模型49-50
• 4.2 仿真結(jié)果分析50-55
• 4.2.1 穩(wěn)態(tài)仿真分析50-53
• 4.2.2 動(dòng)態(tài)仿真分析53-55
• 4.3 本章小結(jié)55-56
• 第五章 雙繞組無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)DTC與DFC的實(shí)驗(yàn)研究56-64
• 5.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹56-60
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)介紹57-58
• 5.1.2 功率電路58
• 5.1.3 采樣及調(diào)理電路58-59
• 5.1.3.1 電流采樣及調(diào)理電路58-59
• 5.1.3.2 電壓采樣及調(diào)理電路59
• 5.1.4 數(shù)字控制電路59-60
• 5.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證60-63
• 5.2.1 穩(wěn)態(tài)懸浮實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證60-62
• 5.2.2 動(dòng)態(tài)懸浮實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證62-63
• 5.3 本章小結(jié)63-64
• 第六章 全文總結(jié)與展望64-65
• 6.1 本文主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)64
• 6.2 工作展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-71
• 致謝71-72
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文72

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王勉華;;四相開關(guān)磁阻電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制方法研究[J];電氣傳動(dòng);2011年04期

2 朱曰瑩;王大方;趙桂范;辛明;;電動(dòng)車用開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制器設(shè)計(jì)與優(yōu)化[J];電機(jī)與控制學(xué)報(bào);2010年02期

3 鄭家偉;鮑延杰;董萍;林炯康;張祝;;開關(guān)磁阻電機(jī)在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用[J];電氣技術(shù);2009年08期

4 楊鋼;鄧智泉;曹鑫;羅建震;王曉琳;;無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)平均懸浮力控制策略[J];航空學(xué)報(bào);2009年03期

5 曹鑫;鄧智泉;楊鋼;楊艷;王曉琳;;無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)麥克斯韋應(yīng)力法數(shù)學(xué)模型[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2009年03期

6 孫玉坤;劉羨飛;王德明;茅靖峰;;基于有限元分析的磁懸浮開關(guān)磁阻電機(jī)數(shù)學(xué)模型的全角度拓展[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2007年09期

7 孫玉坤;吳建兵;項(xiàng)倩雯;;基于有限元法的磁懸浮開關(guān)磁阻電機(jī)數(shù)學(xué)模型[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2007年12期

8 王秋蓉;葛寶明;;無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)矩與徑向力特性分析[J];北京交通大學(xué)學(xué)報(bào);2007年02期

9 王秋蓉;葛寶明;;無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)磁飽和特性的電磁場(chǎng)分析[J];防爆電機(jī);2007年01期

10 楊鋼;鄧智泉;張媛;曹鑫;王曉琳;;無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2006年22期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 劉澤遠(yuǎn);無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)的電磁基礎(chǔ)研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

2 仇志堅(jiān);永磁型無軸承電機(jī)的基礎(chǔ)研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

3 楊鋼;無軸承開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)研究[D];南京航空航天大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 韓毅;用于無梭織機(jī)的開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究[D];浙江大學(xué);2012年

2 徐振耀;一種新穎的12/14混合定子極型無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)的設(shè)計(jì)與控制[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2012年

3 溫浩;開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D];浙江大學(xué);2012年

4 李倬;無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)控制策略研究[D];北京交通大學(xué);2009年

5 張國澎;開關(guān)磁阻電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)研究[D];西安科技大學(xué);2009年

6 伍峰;基于雙DSP的無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)控制器設(shè)計(jì)[D];北京交通大學(xué);2007年

，

本文編號(hào)：1073701