本文關(guān)鍵詞： 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī) 直接轉(zhuǎn)矩控制 轉(zhuǎn)矩脈動(dòng) 換相區(qū)電壓矢量　出處：《哈爾濱理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)(SRM)作為一種新型調(diào)速電機(jī)有著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固、成本低廉、運(yùn)行效率高、控制簡(jiǎn)單靈活等諸多優(yōu)點(diǎn),已被廣泛用于航空航天、電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等生活和工業(yè)中的各個(gè)領(lǐng)域。但其本身結(jié)構(gòu)的特殊性及電磁特性的非線性,使得與其它電機(jī)相比,運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)更大,這限制著SRM的進(jìn)一步應(yīng)用和推廣。因此,如何有效地解決其轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大這一問(wèn)題已經(jīng)成為目前的研究熱點(diǎn)。本文即圍繞這一問(wèn)題進(jìn)行研究,通過(guò)對(duì)原理和運(yùn)行特點(diǎn)的分析,提出一種基于換相區(qū)空間電壓矢量的SRM直接轉(zhuǎn)矩控制策略。本文首先介紹了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)目前的發(fā)展情況及針對(duì)降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。在對(duì)SRM工作原理和數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,利用Ansoft軟件對(duì)12/8極樣機(jī)進(jìn)行二維有限元仿真計(jì)算,獲取其磁鏈、矩角等參數(shù)的靜態(tài)特性曲線。利用曲線數(shù)據(jù)和MATLAB/Simulink中的模塊建立樣機(jī)本體的非線性仿真模型,通過(guò)仿真結(jié)果驗(yàn)證了所建非線性仿真模型的正確性。其次,分析了直接轉(zhuǎn)矩這種控制策略的原理和優(yōu)勢(shì)及其在SRM上的具體實(shí)現(xiàn)方式。針對(duì)存在的轉(zhuǎn)矩失控現(xiàn)象,通過(guò)分析SRM在使用基本電壓矢量過(guò)程中存在的缺點(diǎn),提出了一種改進(jìn)的SRM直接轉(zhuǎn)矩控制方法,通過(guò)在換相區(qū)位置增加電壓矢量,使轉(zhuǎn)矩失控現(xiàn)象得到改善。再次,搭建直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真模型,對(duì)電機(jī)使用基本電壓矢量和使用改進(jìn)電壓矢量時(shí)的控制系統(tǒng)分別進(jìn)行仿真,同時(shí),與電流斬波控制策略進(jìn)行對(duì)比仿真。通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果的分析,驗(yàn)證了改進(jìn)后的直接轉(zhuǎn)矩控制策略在一定程度上改善了轉(zhuǎn)矩失控現(xiàn)象,降低了轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),同時(shí)控制系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性有所提高。最后,以TMS320F28335為控制核心,搭建了SRM驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),闡述了功率變換器驅(qū)動(dòng)電路,各種信號(hào)的檢測(cè)及調(diào)理電路,輔助電源電路以及部分軟件處理流程,進(jìn)行了直接轉(zhuǎn)矩控制的實(shí)驗(yàn)測(cè)試,用實(shí)驗(yàn)波形和仿真波形做對(duì)比,驗(yàn)證了改進(jìn)的直接轉(zhuǎn)矩控制對(duì)改善轉(zhuǎn)矩失控及減小SRM的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)具有良好的效果。
[Abstract]:SRM (switched reluctance Motor), as a new type of speed regulating motor, has many advantages, such as simple structure, low cost, high running efficiency, simple and flexible control and so on, and has been widely used in aerospace. Electric vehicle drive system and other fields of life and industry. However, the particularity of its own structure and the nonlinearity of electromagnetic characteristics make the torque ripple greater than that of other motors. This limits the further application and popularization of SRM. Therefore, how to effectively solve the problem of larger torque ripple has become a hot research topic at present. A SRM direct torque control strategy based on commutative space voltage vector is proposed in this paper. Firstly, the development of switched reluctance motor (SRM) and the research status of reducing torque ripple at home and abroad are introduced in this paper. Based on the theoretical and mathematical models, The static characteristic curves of flux chain and moment angle of 12/8 pole prototype are obtained by using Ansoft software. The nonlinear simulation model of prototype body is established by using the curve data and the module in MATLAB/Simulink. The simulation results verify the correctness of the nonlinear simulation model. Secondly, the principle and advantage of direct torque control strategy and its realization on SRM are analyzed. By analyzing the disadvantages of SRM in using the basic voltage vector, an improved SRM direct torque control method is proposed. By increasing the voltage vector in the commutative region, the phenomenon of torque runaway is improved. The dynamic simulation model of direct torque control system is built, and the control system with basic voltage vector and improved voltage vector is simulated respectively, at the same time, Compared with the current chopper control strategy, the simulation results show that the improved direct torque control strategy improves the torque runaway to a certain extent and reduces the torque ripple. At the same time, the stability of the control system is improved. Finally, with TMS320F28335 as the control core, the experimental platform of the SRM drive control system is built, and the driving circuit of the power converter, the detection and conditioning circuits of various signals are described. The auxiliary power supply circuit and part of the software processing flow are used to test the direct torque control, and the experimental waveform is compared with the simulation waveform. It is verified that the improved direct torque control has a good effect on improving the torque runaway and reducing the torque ripple of SRM.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM352;TP273

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